一种碳纤维制品的成型方法

【技术领域】

本发明涉及灌注工艺的技术领域，尤其是涉及一种碳纤维制品的成型方法。

【背景技术】

碳纤维制品，就是指以碳纤维预浸布为原材料，通过不同的加工方法，加工成为能够满足使用要求的材料制品。

现有碳纤维制品成型工艺很多，有热压罐、模压、手糊、真空导流、热塑、缠绕等，工艺很多，其主要的成分是碳纤维丝编织布加树脂混合而成，碳成分达到80％以上，做出来的产品性能好，钢性强，抗腐蚀等。但是由于碳纤维是丝编织成布，导致塑形差，对于一些较复杂结构的产品很难成型或者无法成型。如真空导流工艺，通常是对模腔进行抽真空，在预留进胶口位置进胶，胶水会随抽真空的气流方向，逐步扩散，直到充满这个模腔，待固化后便可成型，但该工艺对于弧面过度较大的凹凸结构，如图1的壳体，内部的结构垂直凹凸，较为复杂，导流的胶水无法充斥到每一角落，而成型不了完整的结构。

因此，现有技术有待改进和发展。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种碳纤维制品的成型方法，用于解决现有碳纤维制品工艺对凹凸结构无法成型完整的结构。

本发明的技术方案如下：一种碳纤维制品的成型方法，包括如下步骤：

C、将若干碳纤维编织布铺设在模具型腔中的前模或后模上；

D、将前模与后模合模，将碳纤维编织布定形；

E、将模具型腔移至预先备好具有液体状聚氨酯树脂的真空复模机内；

F、对真空复模机进行抽真空，将模具型腔内部空气抽除以及将聚氨酯树脂溶解的气体释放；

G、将聚氨酯树脂灌注于模具型腔内；

H、将真空复模机进行放气，使聚氨酯树脂溶解空气充满模具型腔，完成灌注；

I、将模具型腔从真空复模机取出，并移至烤箱内烘烤，制成碳纤维制品。

较优地，碳纤维制品的成型方法，在步骤C之前，还包括步骤：

A、在后模或前模中凹凸结构的侧壁上喷上或涂抹上具有粘性的胶体，再把短纤粘贴在凹凸结构侧壁上。

较优地，碳纤维制品的成型方法，在步骤C之前，还包括步骤：

B、将碳纤维编织布裁剪成所需成型的产品尺寸和形状。

较优地，所述碳纤维编织布与聚氨酯树脂的质量比为3-4.5:1。

较优地，所述聚氨酯树脂的型号为PX5210或PX118。

较优地，在步骤F中，所述真空复模机内的真空值在-0.08至-0.09MP之间。

较优地，所述烤箱烘烤的温度为50°-160°，时间为1-2H。

较优地，所述烤箱烘烤的温度为70°，时间为1.5H。

较优地，所述胶体为喷胶。

本发明的有益效果在于：本发明通过采用流动性良好的聚氨酯树脂，可使快速渗透碳纤维编织布，并利用聚氨酯树脂溶解空气的特性，配合先抽真空，将预先融入聚氨酯树脂的空气排除，再将聚氨酯树脂灌注模具型腔中，聚氨酯树脂会从高处流向低处至充满模具型腔，当模具型腔内顶端的空气无法排除，采用对真空复模机进行放气方式，让聚氨酯树脂将空气溶解，以致让聚氨酯树脂达到模具型腔的最高点，实现结构较为复杂的碳纤维产品的整体灌注，解决现有碳纤维制品工艺对凹凸结构无法成型完整的结构的弊端。

【附图说明】

图1为现有技术凹凸面的角度较为垂直壳体的示意图。

图2为本发明碳纤维制品的成型方法的流程图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

请参照附图1和附图2，为本发明一种碳纤维制品的成型方法的流程图。

该碳纤维制品的成型方法包括如下步骤：

A、在后模或前模中凹凸结构的侧壁上喷上或涂抹上具有粘性的胶体，再把短纤粘贴在凹凸结构侧壁上。其中，该胶体为喷胶，方便人们操作。并且，在前模或后模中，有较深的孔不变粘贴短纤的，可以在后模或前模中找到对应的凸出部分进行该步骤的操作。

B、将碳纤维编织布裁剪成所需成型的产品尺寸和一定形状。

C、将若干碳纤维编织布铺设在模具型腔中的前模或后模上。如产品的厚度为2mm，一层碳纤维编织布的厚度为0.5mm，则需要铺上4层碳布，人们可根据实际成型产品的厚度自行叠加碳纤维编织布。

D、将前模与后模合模，将碳纤维编织布定形。在合模后，位于模具型腔凹凸侧壁的碳纤维编织布稀少，但通过步骤A，可增加模具型腔凹凸侧壁的纹理和产品的韧性，解决侧壁碳纤维编织布稀少的问题。

E、将模具型腔移至预先备好具有液体状聚氨酯树脂的真空复模机内。

F、对真空复模机进行抽真空，将模具型腔内部空气抽除，以及在抽真空的同时可以使聚氨酯树脂溶解的气体释放得到压缩。其中，将真空复模机内的真空值控制在-0.08至-0.09MP之间。

G、在步骤F后，通过操作真空复模机，将聚氨酯树脂灌注于模具型腔内。其中，聚氨酯树脂本身具有优良的流动性能，可使聚氨酯树脂快速渗透碳纤维编织布和短纤而充满模具型腔。

H、将真空复模机进行放气，使聚氨酯树脂溶解空气充满模具型腔，完成灌注。在步骤G中，一些处于较高位置的模具型腔，聚氨酯树脂无法到达，则可以通过步骤H实现，利用解除真空复模机真空状态，使模具型腔融入空气，使聚氨酯树脂溶解空气，让聚氨酯树脂达到模具型腔的最高点，由此完成灌注。

I、将灌注完成的模具型腔从真空复模机取出，并移至烤箱内烘烤，制成碳纤维制品。烘烤时间可根据产品的厚度进行调整。一般2mm厚度的碳纤维制品，烤箱烘烤的温度为50°-160°，需烘烤1-2H，具体的烘烤温度为70°，时间为1.5H。

具体的，在本实施例中，碳纤维编织布与聚氨酯树脂的质量比为3-4.5:1。一般根据碳纤维制品厚度，铺设对应该厚度的碳纤维编织布，可使碳纤维编织布质量占比在80％以上。

在一实施例中，为使聚氨酯树脂具有良好的流动性能，聚氨酯树脂采用的型号为PX5210或PX118。

另外，为将碳纤维制品为制成所需的颜色，可在聚氨酯树脂中加入色粉、调色剂等实现。

本发明通过在模具型腔凹凸侧壁上粘贴具有纹理或剪切下来的短纤，增加模具型腔凹凸侧壁的纹理和产品的韧性，解决侧壁碳纤维编织布稀少的问题。通过采用流动性良好的聚氨酯树脂，可使快速渗透碳纤维编织布，并利用聚氨酯树脂溶解空气的特性，配合先抽真空，将预先融入聚氨酯树脂的空气排除，再将聚氨酯树脂灌注模具型腔中，聚氨酯树脂会从高处流向低处至充满模具型腔，当模具型腔内顶端的空气无法排除，采用对真空复模机进行放气方式，让聚氨酯树脂将空气溶解，以致让聚氨酯树脂达到模具型腔的最高点，实现结构较为复杂的碳纤维产品的整体灌注，解决现有碳纤维制品工艺对凹凸结构无法成型完整的结构的弊端。

以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。