一種連續(xù)纖維織物和lft復(fù)合壁板結(jié)構(gòu)的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于復(fù)合材料設(shè)計(jì)及其制造技術(shù)，涉及一種連續(xù)纖維織物和LFT復(fù)合壁板結(jié)構(gòu)的制造方法。本發(fā)明綜合復(fù)合材料成型技術(shù)特點(diǎn)，提出一種用連續(xù)纖維織物/LFT復(fù)合壁板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造方法，滿足汽車產(chǎn)業(yè)及工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品的快節(jié)奏生產(chǎn)，提高產(chǎn)品強(qiáng)度及剛度，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品有效減重。本發(fā)明把LFT技術(shù)與連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料成型技術(shù)有效結(jié)合起來，發(fā)揮LFT成型工藝高效、低成本、設(shè)計(jì)靈活的優(yōu)勢，同時(shí)提高產(chǎn)品的強(qiáng)度及剛度，大大減輕結(jié)構(gòu)重量，形成復(fù)合壁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和成型技術(shù)創(chuàng)新，為實(shí)現(xiàn)新能源汽車零部件輕量化、批量化提供了新的技術(shù)途徑。
【專利說明】
一種連續(xù)纖維織物和LFT復(fù)合壁板結(jié)構(gòu)的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于復(fù)合材料設(shè)計(jì)及其制造技術(shù)，涉及一種連續(xù)纖維織物和LFT復(fù)合壁板結(jié)構(gòu)的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車輕量化是新能源汽車發(fā)展與推廣使用的迫切要求，采用樹脂基復(fù)合材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬材料能夠有效的實(shí)現(xiàn)減重。
[0003]由于復(fù)合材料具有比強(qiáng)度和比剛度高以及可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等特點(diǎn)，已經(jīng)在航空航天領(lǐng)域成熟應(yīng)用，但是傳統(tǒng)的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料成型工藝與汽車零部件的制造相比，存在著明顯效率低下的問題。
[0004]長纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料(LFT)技術(shù)目前已經(jīng)在汽車產(chǎn)業(yè)逐步得到了應(yīng)用，其特點(diǎn)是效率高、低成本、設(shè)計(jì)靈活，但是由于LFT材料的強(qiáng)度和剛度較低，大大限制了 LFT成型產(chǎn)品的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是:針對上述問題，提出一種連續(xù)纖維織物和LFT復(fù)合壁板結(jié)構(gòu)的制造方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是:連續(xù)纖維織物和LFT復(fù)合壁板結(jié)構(gòu)為連續(xù)纖維織物、長纖維和熱塑性樹脂的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其制造方法是，
[0006](I)按產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制造模具；
[0007](2)采用自動下料機(jī)或樣板進(jìn)行連續(xù)纖維織物下料；
[0008](3)模具預(yù)熱，保持模具溫度50°C_150°C ；
[0009](4)在模具型腔內(nèi)鋪放連續(xù)纖維織物作為蒙皮，蒙皮鋪放層數(shù)為I層-3層；
[0010](5)成型工藝為如下之一，I)模壓工藝成型，在蒙皮上喂入LFT混合料，LFT混合料的纖維重量含量為20%-50%，啟動壓機(jī)合模，進(jìn)行模壓成型，壓力為IMpa—30Mpa;2)注塑工藝成型，啟動壓機(jī)合模，注入LFT混合料，LFT混合料的纖維重量含量為20 % -50 %，壓力為IMpa一30Mpa，進(jìn)行注射成型；
[0011](6)成型完成后208-3008拆模，進(jìn)行飛邊處理。
[0012]所述的連續(xù)纖維織物可選用玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維、天然植物纖維、超高分子量聚乙烯纖維中的一種或幾種復(fù)合，材料狀態(tài)是單向紗線形式或者織物形式，鋪層結(jié)構(gòu)是單層或者多層。
[0013]長纖維可選用玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維、天然植物纖維、超高分子量聚乙烯纖維中的一種或幾種復(fù)合，纖維長度2mm-50mm，纖維可進(jìn)行偶聯(lián)劑表面預(yù)處理。
[0014]熱塑性樹脂可選用PP、PA、PPA、PBT、PET、PPS、SAN、ABS、PU中的一種或幾種復(fù)合，包括其改性樹脂。
[0015]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0016]本發(fā)明綜合復(fù)合材料成型技術(shù)特點(diǎn)，提出一種用連續(xù)纖維織物和LFT復(fù)合壁板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造方法，滿足汽車產(chǎn)業(yè)及工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品的快節(jié)奏生產(chǎn)，提高產(chǎn)品強(qiáng)度及剛度，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品有效減重。
[0017]本發(fā)明把LFT技術(shù)與連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料成型技術(shù)有效結(jié)合起來，發(fā)揮LFT成型工藝高效、低成本、設(shè)計(jì)靈活的優(yōu)勢，同時(shí)提高產(chǎn)品的強(qiáng)度及剛度，大大減輕結(jié)構(gòu)重量，形成復(fù)合壁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和成型技術(shù)創(chuàng)新，為實(shí)現(xiàn)新能源汽車零部件輕量化、批量化提供了新的技術(shù)途徑。
[0018]本發(fā)明采用熱塑性樹脂基體，綠色環(huán)保，可循環(huán)利用;采用連續(xù)纖維織物和LFT復(fù)合壁板結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、抗沖擊和耐疲勞性優(yōu)異，相比傳統(tǒng)金屬材料能夠達(dá)到超過30%的減重效果;本發(fā)明所采用的原材料來源廣泛，價(jià)格便宜，成型效率高，適于工業(yè)化批量生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明的連續(xù)纖維織物/LFT復(fù)合壁板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造步驟如下:
[0020](I)完成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及鋪層設(shè)計(jì)；
[0021](2)完成_旲具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制造；
[0022](3)采用自動下料機(jī)或樣板進(jìn)行連續(xù)纖維織物下料；
[0023](4)模具預(yù)熱，保持模具溫度50°C-150°C ;
[0024](5)在模具型腔內(nèi)鋪放連續(xù)纖維織物蒙皮，蒙皮鋪放層數(shù)為I層-3層；
[0025](6)采用模壓工藝成型，在蒙皮上喂入LFT混合料，LFT混合料的纖維重量含量為
20% -50 %，啟動壓機(jī)合模，進(jìn)行模壓成型;或者采用注塑工藝成型，啟動壓機(jī)合模，注入LFT混合料，LFT混合料的纖維重量含量為20 %-50%,進(jìn)行注射成型；
[0026](7) 20s-300s后，拆模，進(jìn)行飛邊處理。
[0027]為了使本發(fā)明更容易被清楚理解，以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作以詳細(xì)說明。
[0028]實(shí)施例1
[0029]采用注塑工藝制造新能源汽車用連續(xù)纖維織物/LFT復(fù)合壁板結(jié)構(gòu)，包括如下步驟:第一步，完成復(fù)合壁板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化;第二步，完成模具的設(shè)計(jì)及制造;第三步，選用玻璃纖維織物作為蒙皮材料，按樣板完成下料，選用30%玻纖/PP的LFT混合料作為基體材料;第四步，模具預(yù)熱，控制模具溫度在50°C-8(TC，鋪放2層玻璃纖維織物蒙皮;第五步，閉合模具;第六步，通過螺桿擠出機(jī)，設(shè)定溫度180°C_260°C，注入1000g-5000gLFT混合料；第七步，30s-180s后，拆模，進(jìn)行飛邊處理。
[0030]實(shí)施例2
[0031]采用模壓工藝制造連續(xù)纖維織物/LFT復(fù)合壁板結(jié)構(gòu)，包括如下步驟:第一步，完成復(fù)合壁板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化;第二步，完成模具的設(shè)計(jì)及制造;第三步，選用碳纖維織物作為蒙皮材料，按樣板完成下料，選用40 %碳纖/PA的LFT混合料作為基體材料;第四步，模具預(yù)熱，控制模具溫度在50°C-10(TC，鋪放I層碳纖維織物蒙皮;第五步，通過螺桿擠出機(jī)，設(shè)定溫度200°C-280°C，喂入1000g-5000gLFT混合料;第六步，啟動壓機(jī)，閉合模具；第七步，30s-180s后，拆模，進(jìn)行飛邊處理。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種連續(xù)纖維織物和LFT復(fù)合壁板結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，連續(xù)纖維織物和LFT復(fù)合壁板結(jié)構(gòu)為連續(xù)纖維織物、長纖維和熱塑性樹脂的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其制造方法是， (1)按產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制造模具； (2)采用自動下料機(jī)或樣板進(jìn)行連續(xù)纖維織物下料； (3)模具預(yù)熱，保持模具溫度50°C -150 °C ; (4)在模具型腔內(nèi)鋪放連續(xù)纖維織物作為蒙皮，蒙皮鋪放層數(shù)為I層-3層； (5)成型工藝為如下之一，I)模壓工藝成型，在蒙皮上喂入LFT混合料，LFT混合料的纖維重量含量為20 % -50 %，啟動壓機(jī)合模，進(jìn)行模壓成型，壓力為IMpa—30Mpa; 2)注塑工藝成型，啟動壓機(jī)合模，注入LFT混合料，LFT混合料的纖維重量含量為20 % -50 %，壓力為IMpa一30Mpa，進(jìn)行注射成型； (6)成型完成后208-3008拆模，進(jìn)行飛邊處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)纖維織物和LFT復(fù)合壁板結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述的連續(xù)纖維織物可選用玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維、天然植物纖維、超高分子量聚乙烯纖維中的一種或幾種復(fù)合，材料狀態(tài)是單向紗線形式或者織物形式，鋪層結(jié)構(gòu)是單層或者多層。3.根據(jù)權(quán)利要求1一種連續(xù)纖維織物和LFT復(fù)合壁板結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，長纖維可選用玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維、天然植物纖維、超高分子量聚乙烯纖維中的一種或幾種復(fù)合，纖維長度2_-50_，纖維可進(jìn)行偶聯(lián)劑表面預(yù)處理。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)纖維織物和LFT復(fù)合壁板結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，熱塑性樹脂可選用PP、PA、PPA、PBT、PET、PPS、SAN、ABS、PU中的一種或幾種復(fù)合，包括其改性樹脂。
【文檔編號】B29C70/34GK105881929SQ201610105120
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年2月25日
【發(fā)明人】王晉, 仝建峰, 梁子青, 馬俊祥, 李玉平, 苑曉潔
【申請人】中航復(fù)合材料有限責(zé)任公司