碳纤维制品热压罐成型过程简析

  热压罐是一种专门针对聚合物基复合材料定型工艺特征的生产设备,采用热压罐成型是生产制造连续纤维增强热固性复合材料制件的重要工艺,比较适用于先进复合材料构造、蜂窝夹层构造及金属或复合材料胶接构造的定型中。通常具备温度和压力控制精度高构造安全可靠、系统可靠性好、耗能低、使用和维护保养简便等优势,能完成模块化和系列化,可符合不同行业、不同工艺和同尺寸的生产要求。本文以热压罐工艺成型的碳纤维电池箱举例开展详细描述。

  1.毛坯件制作

  该程序包含预浸料裁剪(下料)、铺叠、预压实三个全过程。一整个结构形式和铺层设计都应充分考虑可铺叠性,以600mm*400mm*200m、壁厚1.5mm的电池箱体为例,由于模具自身使用的是阴模,因此要充分考虑预浸料铺层的统一性和可执行性,要将预浸料裁剪成长方形的平面展开式,在铺层以前,还需要将模具置放于热压罐内开展预加热,随后在模具内壁刷好脱模剂,将裁剪好的预浸料尽可能进行成平面,小心地放进模具当中预压实,使预浸料与模具紧密地贴合在一起,每个面务必确保整齐无皱褶,随后顺着模具的外缘剪去多余的预浸料。针对不规则的产品,如不可以进行成平面的要制作而成适度宽度条形,一部分可使用开口或无缝拼接的方法。

  按照该电池箱体所需承载能力,明确预浸料的铺层为两层3k加三层单向预浸料的方法开展铺层,铺层过程中需要立即除去铺层参杂气体,便于确保铺层性能指标,因此预压实环节便是要在铺层操作中除去挥发分、预浸料铺层参杂气体的同时密实铺层,其最后目的也是提升构件规格精密度。随后在室温或加热状况下对铺层开展抽真空,时长5-15分钟。如果是厚制件制品,通常每铺叠3层就需要开展一次预压实,这对成型质量有比较大干扰。整体而言,这一个过程工作强度比较大,用时长,成本相对高。

  2.固化成型

  铺层以后要将产品在模具上开展定位拼装并封装真空包装袋。在封装过程中需要持续用辊等专用工具隔着真空包装袋表层对预浸料做又一次的整修,尽可能压出来气体,使预浸料历经树脂流动、树脂固化、纤维密实等过程后,最后完成固化。

  将真空包装袋封裝好的模具及构件连接真空泵(缓冲器),推送至热压罐内,并遵循材料加工工艺特点构件样式规格、机器设备状况制定热:压罐工作的加工工艺参数。对不防碍热压罐内腔空气流通的大型构件而言,适合单品固化,对样式不繁杂的小规格件而言,则能够实现一罐多件。用以复合材料成型加工工艺的热压罐其使用工作压力通常小于1.6MPa,国内重要的结构用复合材料基体树脂的固化温度最高在180±5℃的范围,普遍使用的上限温度为250℃。热压罐系统在工作流程中,可在各加温区和制品的有关部位设立测温点,温度分布状况可由中心控制系统采集,并按工艺要求调节升温和降温速率,以保证制品的固化质量。

  针对高性能产品,在固化流程中,罐体内需运用惰性气体防护,以避免制品在固化流程中逸出的可燃性挥发物造成燃烧或爆炸。当罐内温度超过150℃或压力大于1MPa时就应运用惰性气体充压。在热压罐慢慢充压后,真空袋有可能会发生漏气状况,碰到这种情况,应依据具体情况分辨解决。如果是轻微漏气,则需要再次固化,并运用通空气对策减缓真空袋破裂,比较严重时要停机修外。

  3.脱模成品

  热压罐固化流程完成后,需要等罐内温度和压力慢慢降至安全系数以内再执行停机,开启罐门取下模具及预制构件。当模具温度降至50℃以内再将预制构件从模具上取下,假如温度过高就开展脱模,非常容易造成制品变形或树脂裂开。

  热压罐成型工艺稳定可靠,这是因为热压罐内压力均均,压力可以通过真空袋作用到部件表面,而且各点的法向压力相等,温度方面也十分均匀,热压罐内循环热气流给部件加热,还配备了冷却系统,让温度可以严格控制在工艺范围内。

  热压罐成型技术适用于制造军用机载雷达罩、整流罩、飞机舱门、 机翼等产品,这是因为军用及设备对材质硬度、重量,包括产品质量都有着严格要求,而热压罐成型技术可以保证成型部件的质量稳定,孔隙率也很低,能够满足军用及设备要求。江苏博实有多年的生产经验,可接受来图定制,为您的产品选择合适的成型工艺,欢迎来咨询。

 

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