碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材的熱壓成型方法
2023-06-17 16:20:51 2
碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材的熱壓成型方法
【專利摘要】本發明提供一種碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材的熱壓成型方法，包括如下步驟：步驟1：提供碳纖維編織材料、熱塑性膠黏劑和熱塑性硬質泡沫，作為所述碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材的原材料；步驟2：以層疊方式鋪設所述碳纖維編織材料和所述熱塑性硬質泡沫，並在各層之間添加熱塑性膠黏劑；步驟3：將所述熱塑性膠黏劑均勻注入所述碳纖維編織材料與所述熱塑性硬質泡沫之間；步驟4：將鋪設好的所述碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材放入一預熱的模具中熱壓成型。本發明可以在沒有預浸料的情況下完成熱塑性硬質泡沫基編織複合板材的熱壓成型，能夠大大提高生產效率，縮短生產周期，可以推廣應用。
【專利說明】碳纖維熱塑性硬質泡沬夾芯複合板材的熱壓成型方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種複合板材的熱壓成型方法，具體是一種碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材的熱壓成型方法。
【背景技術】
[0002]輕型、節能、環保、安全、舒適、低成本現已成為各汽車製造廠家追求的目標，尤其是節能和環保更是關係人類可持續發展的重要問題。減少燃料消耗和降低對環境的汙染已成為汽車工業發展和社會可持續發展急需解決的關鍵問題。輕量化技術可以有效提升車輛的節能和減排性能，降低車輛的開發成本。採用複合板材尤其是碳纖維增強複合板材是保證汽車性能，同時實現輕量化設計的一條重要途徑。低密度熱塑性硬質泡沫夾芯結構的碳纖維複合板材具有輕質、吸振、耐腐蝕等特點。外層的碳纖維編織布可以提供良好的抗拉伸性能，而內部的熱塑性硬質泡沫提供剛度，具有良好的抗彎抗剪性能，兩者通過熱塑性膠質粘接在一起，體現了優秀的綜合力學性能。尤為重要的是，這種碳纖維複合板材可以用於大批量、自動化的熱衝壓成型工藝，從而實現碳纖維複合板材在汽車行業的低成本製造。
【發明內容】
[0003]本發明針對兩類材料的特性和材料優秀的綜合性能，提供了一種碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材的熱壓成型方法。
[0004]本發明提供的碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材的熱壓成型方法，包括如下步驟:
[0005]步驟1:提供碳纖維編織材料、熱塑性膠黏劑和熱塑性硬質泡沫，作為所述碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材的原材料；
[0006]步驟2:以層疊方式鋪設所述碳纖維編織材料和所述熱塑性硬質泡沫，並在各層之間添加熱塑性膠黏劑；
[0007]步驟3:將所述熱塑性膠黏劑均勻注入所述碳纖維編織材料與所述熱塑性硬質泡沫之間；
[0008]步驟4:將鋪設好的所述碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材放入一預熱的模具中熱壓成型。
[0009]優選地，在所述步驟2中，所述碳纖維編織材料和所述熱塑性硬質泡沫是交替層置的。
[0010]優選地，所述步驟4包括如下步驟:
[0011]步驟4.1:通過一加熱爐對所述碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材進行加熱；
[0012]步驟4.2:加熱到一設定溫度後保溫一定時間，然後快速取出所述碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材，放入到預熱的所述模具中熱壓成型；
[0013]步驟4.3:等所述熱塑性硬質泡沫材料冷卻凝固後即取出成型零件。
[0014]優選地，在所述步驟4.1中，在通過所述加熱爐對所述碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材進行加熱的過程中，在層疊材料表面施加一定的壓力。
[0015]優選地，在所述步驟4.2中，所述設定溫度低於所述熱塑性硬質泡沫材料的分解溫度，並且高於所述熱塑性膠黏劑的熔融溫度。
[0016]優選地，在所述步驟4.3中，在成型過程中施加一定的壓力讓所述熱塑性硬質泡沫充分浸潤到所述碳纖維編織材料中。
[0017]本發明的有益效果是:本發明利用加熱的方法降低熱塑性硬質泡沫的粘度，增加其流動性，在一定壓力和溫度下成型三維複雜曲面零件，保證通過熱塑性膠黏劑的粘連作用把碳纖維編織材料和熱塑性硬質泡沫緊密地結合到一起，從而發揮出最優秀的力學性倉泛。
[0018]本發明可以在沒有預浸料的情況下完成熱塑性硬質泡沫基編織複合板材的熱壓成型，能夠大大提高生產效率，縮短生產周期，可以推廣應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為根據本發明提供的一種碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材的熱壓成型方法製成的複合板材的結構示意圖；
[0020]圖2為根據本發明提供的一種碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材的熱壓成型方法的簡易流程圖；
[0021]圖中標記:1為碳纖維編織材料，2為熱塑性膠黏劑，3為熱塑性硬質泡沫。
【具體實施方式】
[0022]下面對本發明的實施例作詳細說明:本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例。
[0023]在本發明的一個具體實施例中，如圖1、圖2所示，根據本發明提供的一種碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材的製備方法，該方法可以包括如下步驟:
[0024]步驟1:提供碳纖維編織材料1、熱塑性膠黏劑2和熱塑性硬質泡沫3，作為碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材的原材料。
[0025]步驟2:以層疊方式鋪設碳纖維編織材料I和熱塑性硬質泡沫3，並在各層之間添加熱塑性膠黏劑2。具體來說，該複合板材可以是由碳纖維編織材料1、熱塑性硬質泡沫3、碳纖維編織材料I交替層疊起來的，並可以根據實際需要層疊多層，組成不同的材料厚度，成型不同厚度的零件。碳纖維編織材料I及熱塑性硬質泡沫3材料根據成型零件需要的尺寸來裁剪。
[0026]步驟3:將熱塑性膠黏劑2均勻注入碳纖維編織材料I與熱塑性硬質泡沫3之間。
[0027]步驟4:將鋪設好的碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材放入一預熱的模具中熱壓成型。
[0028]在本實施例中，上述步驟4可以包括如下子步驟:
[0029]步驟4.1:通過一加熱爐對碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材進行加熱。
[0030]對於熱塑性硬質泡沫3，可以將它們提前加熱到軟化點以上，預先彎曲到和模具形狀吻合。於是，層疊好的複合板材要經過加熱爐加熱以達到一定的溫度，這個溫度值不能超過熱塑性硬質泡沫3材料的分解溫度，也不能低於熱塑性膠黏劑2材料的熔融溫度。
[0031]在通過加熱爐對碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材進行加熱的過程中，在層疊材料表面可以施加一定的壓力。
[0032]步驟4.2:加熱到一設定溫度後保溫一定時間，然後快速取出碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材，放入到預熱的模具中熱壓成型。
[0033]該設定溫度低於熱塑性硬質泡沫3材料的分解溫度，並且高於熱塑性膠黏劑2的溶融溫度。
[0034]在成型的過程中要保證溫度水平，讓熱塑性膠黏劑2充分粘連熱塑性硬質泡沫3和碳纖維編織材料I。
[0035]步驟4.3:等熱塑性硬質泡沫3材料冷卻凝固後即可取出成型零件。
[0036]在成型過程中也可以施加一定的壓力讓熱塑性硬質泡沫3充分浸潤到碳纖維編織材料I中。
[0037]更為具體地，在本實施例中，層疊好的複合板材要經過加熱爐預熱以達到一定的溫度，這個溫度值要根據熱塑性硬質泡沫3的成型性能參數來確定，不能超過熱塑性硬質泡沫3材料的分解溫度，也不能低於熱塑性硬質泡沫3材料的熔融溫度。然後快速取出複合板材，放入熱成型模具中成型，成型的過程中要保證一定的溫度和壓力，讓熱塑性硬質泡沫3充分浸潤到碳纖維編織材料I中。等熱塑性硬質泡沫3材料冷卻凝固後即可取出成型零件。
【權利要求】
1.一種碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材的熱壓成型方法，其特徵在於，包括如下步驟: 步驟1:提供碳纖維編織材料(I)、熱塑性膠黏劑(2)和熱塑性硬質泡沫(3)，作為所述碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材的原材料； 步驟2:以層疊方式鋪設所述碳纖維編織材料(I)和所述熱塑性硬質泡沫(3)，並在各層之間添加熱塑性膠黏劑(2)； 步驟3:將所述熱塑性膠黏劑(2)均勻注入所述碳纖維編織材料(I)與所述熱塑性硬質泡沫(3)之間； 步驟4:將鋪設好的所述碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材放入一預熱的模具中熱壓成型。
2.根據權利要求1所述的碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材的熱壓成型方法，其特徵在於，在所述步驟2中，所述碳纖維編織材料(I)和所述熱塑性硬質泡沫(3)是交替層疊的。
3.根據權利要求1所述的碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材的熱壓成型方法，其特徵在於，所述步驟4包括如下步驟: 步驟4.1:通過一加熱爐對所述碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材進行加熱； 步驟4.2:加熱到一設定溫度後保溫一定時間，然後快速取出所述碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材，放入到預熱的所述模具中熱壓成型； 步驟4.3:等所述熱塑性硬質泡沫(3)材料冷卻凝固後即取出成型零件。
4.根據權利要求3所述的碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材的熱壓成型方法，其特徵在於，在所述步驟4.1中，在通過所述加熱爐對所述碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材進行加熱的過程中，在層疊材料表面施加一定的壓力。
5.根據權利要求3所述的碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材的熱壓成型方法，其特徵在於，在所述步驟4.2中，所述設定溫度低於所述熱塑性硬質泡沫(3)材料的分解溫度，並且高於所述熱塑性膠黏劑(2)的熔融溫度。
6.根據權利要求3所述的碳纖維熱塑性硬質泡沫夾芯複合板材的熱壓成型方法，其特徵在於，在所述步驟4.3中，在成型過程中施加一定的壓力讓所述熱塑性硬質泡沫(3)充分浸潤到所述碳纖維編織材料(I)中。
【文檔編號】B29C65/72GK103522544SQ201310326750
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年7月30日 優先權日:2013年7月30日
【發明者】平豔盈, 彭雄奇, 王韜, 龔友坤, 萬紫, 尹紅靈, 馬麗華 申請人:上海匯眾汽車製造有限公司