一种氢能汽车用的碳纤维复合材料预制体真空制作方法

技术领域

本发明涉及碳纤维复合材料预制体制作技术领域，具体为一种氢能汽车用的碳纤维复合材料预制体真空制作方法。

背景技术

碳纤维复合材料的出现，极大的改善了单一金属材料的热膨胀性、断裂韧性、冲击韧性、电性能、磁性能，因而被广泛应用于军工、航天等尖端技术，详细的碳纤维复合材料被用于航天工业的飞行器的叶轮上或制动摩擦材料中，而碳纤维复合材料生产制造过程中，一般会提前做好预制体可以大大减少铺覆时间。

现有的碳纤维复合材料的生产方式一般采用压力对铺覆好的纤维布进行压制来完成预制体的制作，但该方式适用范围狭小往往只能适应单种预制体的制作，变换预制体类型时的成本高昂。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种氢能汽车用的碳纤维复合材料预制体真空制作方法，解决了上述背景技术中提出现有的碳纤维复合材料的生产方式一般采用压力对铺覆好的纤维布进行压制来完成预制体的制作，但该方式适用范围狭小往往只能适应单种预制体的制作，变换预制体类型时的成本高昂的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种氢能汽车用的碳纤维复合材料预制体真空制作方法，包括下述操作步骤：

S1、预制体模具制备：

取木料或塑料经加工后获得预制体模具，木料经过切割、雕刻、打磨加工，塑料则经过加热、注塑、修边、打磨加工；

S2、预制体准备：

将纤维布进行铺层堆叠，并于每层纤维布表面通过上胶机进行上胶，使得纤维布之间实现粘接；

S3、纤维布加热：

将S2步骤中粘接后的纤维布经加热后置于S1步骤中的预制体模具中；

S4、预制体真空塑形：

将S3步骤中的预制体模具放置在真空操作台上并盖上密封盖子，随后抽取密封盖子内部的空气实现真空，此时密封盖子随预制体模具形状对纤维布施压塑形；

S5、纤维布降温：

于S4步骤进行的同时，真空操作台保持冷凝水循环流通，从而降低纤维布之间的胶液温度，使得纤维布之间粘性提高并固化，从而提高纤维布的塑形效果，压制结束后获得预制体半成品；

S6、预制体修边：

取出S5步骤中压制结束后预制体半成品通过修边机裁剪进行修边去除多余边料即可获得预制体成品。

可选的，所述步骤S1中，木料取用铁桦树，铁桦树俗称铁树其硬度在HRC100。

可选的，所述步骤S1中，塑料选用聚苯醚工程塑料，其洛氏硬度在100-120，聚苯醚工程塑料的载荷变形温度可达190℃以上。

可选的，所述步骤S2中，上胶机所使用胶液为聚氨酯与环氧树脂混合胶液，聚氨酯与环氧树脂之间的比例为1:1.5。

可选的，所述步骤S2中，聚氨酯与环氧树脂于反应釜中混合搅拌20-30min，且反应釜内部温度控制在50-55℃。

可选的，所述步骤S3中，纤维布加热温度控制在60-80℃使得混合胶液粘度降低。

可选的，所述步骤S4中，密封盖子采用橡胶皮盖，橡胶皮盖内部底端嵌入有强力磁铁，橡胶皮盖底部通过强力磁铁与真空操作台的表面磁性吸附实现紧密贴合。

可选的，所述步骤S5中，冷凝水温度为55-25℃，并于流动中呈阶梯状从高至低依次下降。

可选的，所述步骤S5中，冷凝水每循环流动一周温度下降2-5℃直至到达最低温度。

本发明提供了一种氢能汽车用的碳纤维复合材料预制体真空制作方法，具备以下有益效果：

该碳纤维复合材料预制体真空制作方法，通过真空负压的方式配合预制体模具可对复合纤维布进行压制形成所需要的形状，制作操作简单便捷，且只需通过更换预制体模具即可适应不同造型的预制体制作，从而扩大生产范围，而且预制体模具采用木料或塑料模具，有利于降低投入成本，从而提高经济效益。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本发明提供一种技术方案：一种氢能汽车用的碳纤维复合材料预制体真空制作方法，包括下述操作步骤：

S1、预制体模具制备：

取木料或塑料经加工后获得预制体模具，木料经过切割、雕刻、打磨加工，塑料则经过加热、注塑、修边、打磨加工；

S2、预制体准备：

将纤维布进行铺层堆叠，并于每层纤维布表面通过上胶机进行上胶，使得纤维布之间实现粘接；

S3、纤维布加热：

将S2步骤中粘接后的纤维布经加热后置于S1步骤中的预制体模具中；

S4、预制体真空塑形：

将S3步骤中的预制体模具放置在真空操作台上并盖上密封盖子，随后抽取密封盖子内部的空气实现真空，此时密封盖子随预制体模具形状对纤维布施压塑形；

S5、纤维布降温：

于S4步骤进行的同时，真空操作台保持冷凝水循环流通，从而降低纤维布之间的胶液温度，使得纤维布之间粘性提高并固化，从而提高纤维布的塑形效果，压制结束后获得预制体半成品；

S6、预制体修边：

取出S5步骤中压制结束后预制体半成品通过修边机裁剪进行修边去除多余边料即可获得预制体成品。

步骤S1中，木料取用铁桦树，铁桦树俗称铁树其硬度在HRC100。

步骤S1中，塑料选用聚苯醚工程塑料，其洛氏硬度在100-120，聚苯醚工程塑料的载荷变形温度可达190℃以上。

步骤S2中，上胶机所使用胶液为聚氨酯与环氧树脂混合胶液，聚氨酯与环氧树脂之间的比例为1:1.5。

步骤S2中，聚氨酯与环氧树脂于反应釜中混合搅拌20-30min，且反应釜内部温度控制在50-55℃。

步骤S3中，纤维布加热温度控制在60-80℃使得混合胶液粘度降低。

步骤S4中，密封盖子采用橡胶皮盖，橡胶皮盖内部底端嵌入有强力磁铁，橡胶皮盖底部通过强力磁铁与真空操作台的表面磁性吸附实现紧密贴合。

步骤S5中，冷凝水温度为55-25℃，并于流动中呈阶梯状从高至低依次下降。

步骤S5中，冷凝水每循环流动一周温度下降2-5℃直至到达最低温度。

该碳纤维复合材料预制体真空制作方法，通过真空负压的方式配合预制体模具可对复合纤维布进行压制形成所需要的形状，制作操作简单便捷，且只需通过更换预制体模具即可适应不同造型的预制体制作，从而扩大生产范围，而且预制体模具采用木料或塑料模具，有利于降低投入成本，从而提高经济效益。

综上，该碳纤维复合材料预制体真空制作方法，使用时，包括下述操作步骤：

S1、预制体模具制备：取木料或塑料经加工后获得预制体模具，木料经过切割、雕刻、打磨加工，塑料则经过加热、注塑、修边、打磨加工；

S2、预制体准备：将纤维布进行铺层堆叠，并于每层纤维布表面通过上胶机进行上胶，使得纤维布之间实现粘接；

S3、纤维布加热：将S2步骤中粘接后的纤维布经加热后置于S1步骤中的预制体模具中；

S4、预制体真空塑形：将S3步骤中的预制体模具放置在真空操作台上并盖上密封盖子，随后抽取密封盖子内部的空气实现真空，此时密封盖子随预制体模具形状对纤维布施压塑形；

S5、纤维布降温：于S4步骤进行的同时，真空操作台保持冷凝水循环流通，从而降低纤维布之间的胶液温度，使得纤维布之间粘性提高并固化，从而提高纤维布的塑形效果，压制结束后获得预制体半成品；

S6、预制体修边：取出S5步骤中压制结束后预制体半成品通过修边机裁剪进行修边去除多余边料即可获得预制体成品。

该碳纤维复合材料预制体真空制作方法，通过真空负压的方式配合预制体模具可对复合纤维布进行压制形成所需要的形状，制作操作简单便捷，且只需通过更换预制体模具即可适应不同造型的预制体制作，从而扩大生产范围，而且预制体模具采用木料或塑料模具，有利于降低投入成本，从而提高经济效益。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。