碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材的热压成型方法
【专利摘要】本发明提供一种碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材的热压成型方法，包括如下步骤：步骤1：提供碳纤维编织材料、热塑性胶黏剂和热塑性硬质泡沫，作为所述碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材的原材料；步骤2：以层叠方式铺设所述碳纤维编织材料和所述热塑性硬质泡沫，并在各层之间添加热塑性胶黏剂；步骤3：将所述热塑性胶黏剂均匀注入所述碳纤维编织材料与所述热塑性硬质泡沫之间；步骤4：将铺设好的所述碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材放入一预热的模具中热压成型。本发明可以在没有预浸料的情况下完成热塑性硬质泡沫基编织复合板材的热压成型，能够大大提高生产效率，缩短生产周期，可以推广应用。
【专利说明】碳纤维热塑性硬质泡沬夹芯复合板材的热压成型方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种复合板材的热压成型方法，具体是一种碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材的热压成型方法。
【背景技术】
[0002]轻型、节能、环保、安全、舒适、低成本现已成为各汽车制造厂家追求的目标，尤其是节能和环保更是关系人类可持续发展的重要问题。减少燃料消耗和降低对环境的污染已成为汽车工业发展和社会可持续发展急需解决的关键问题。轻量化技术可以有效提升车辆的节能和减排性能，降低车辆的开发成本。采用复合板材尤其是碳纤维增强复合板材是保证汽车性能，同时实现轻量化设计的一条重要途径。低密度热塑性硬质泡沫夹芯结构的碳纤维复合板材具有轻质、吸振、耐腐蚀等特点。外层的碳纤维编织布可以提供良好的抗拉伸性能，而内部的热塑性硬质泡沫提供刚度，具有良好的抗弯抗剪性能，两者通过热塑性胶质粘接在一起，体现了优秀的综合力学性能。尤为重要的是，这种碳纤维复合板材可以用于大批量、自动化的热冲压成型工艺，从而实现碳纤维复合板材在汽车行业的低成本制造。
【发明内容】
[0003]本发明针对两类材料的特性和材料优秀的综合性能，提供了一种碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材的热压成型方法。
[0004]本发明提供的碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材的热压成型方法，包括如下步骤:
[0005]步骤1:提供碳纤维编织材料、热塑性胶黏剂和热塑性硬质泡沫，作为所述碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材的原材料；
[0006]步骤2:以层叠方式铺设所述碳纤维编织材料和所述热塑性硬质泡沫，并在各层之间添加热塑性胶黏剂；
[0007]步骤3:将所述热塑性胶黏剂均匀注入所述碳纤维编织材料与所述热塑性硬质泡沫之间；
[0008]步骤4:将铺设好的所述碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材放入一预热的模具中热压成型。
[0009]优选地，在所述步骤2中，所述碳纤维编织材料和所述热塑性硬质泡沫是交替层置的。
[0010]优选地，所述步骤4包括如下步骤:
[0011]步骤4.1:通过一加热炉对所述碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材进行加热；
[0012]步骤4.2:加热到一设定温度后保温一定时间，然后快速取出所述碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材，放入到预热的所述模具中热压成型；
[0013]步骤4.3:等所述热塑性硬质泡沫材料冷却凝固后即取出成型零件。
[0014]优选地，在所述步骤4.1中，在通过所述加热炉对所述碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材进行加热的过程中，在层叠材料表面施加一定的压力。
[0015]优选地，在所述步骤4.2中，所述设定温度低于所述热塑性硬质泡沫材料的分解温度，并且高于所述热塑性胶黏剂的熔融温度。
[0016]优选地，在所述步骤4.3中，在成型过程中施加一定的压力让所述热塑性硬质泡沫充分浸润到所述碳纤维编织材料中。
[0017]本发明的有益效果是:本发明利用加热的方法降低热塑性硬质泡沫的粘度，增加其流动性，在一定压力和温度下成型三维复杂曲面零件，保证通过热塑性胶黏剂的粘连作用把碳纤维编织材料和热塑性硬质泡沫紧密地结合到一起，从而发挥出最优秀的力学性倉泛。
[0018]本发明可以在没有预浸料的情况下完成热塑性硬质泡沫基编织复合板材的热压成型，能够大大提高生产效率，缩短生产周期，可以推广应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为根据本发明提供的一种碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材的热压成型方法制成的复合板材的结构示意图；
[0020]图2为根据本发明提供的一种碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材的热压成型方法的简易流程图；
[0021]图中标记:1为碳纤维编织材料，2为热塑性胶黏剂，3为热塑性硬质泡沫。
【具体实施方式】
[0022]下面对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0023]在本发明的一个具体实施例中，如图1、图2所示，根据本发明提供的一种碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材的制备方法，该方法可以包括如下步骤:
[0024]步骤1:提供碳纤维编织材料1、热塑性胶黏剂2和热塑性硬质泡沫3，作为碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材的原材料。
[0025]步骤2:以层叠方式铺设碳纤维编织材料I和热塑性硬质泡沫3，并在各层之间添加热塑性胶黏剂2。具体来说，该复合板材可以是由碳纤维编织材料1、热塑性硬质泡沫3、碳纤维编织材料I交替层叠起来的，并可以根据实际需要层叠多层，组成不同的材料厚度，成型不同厚度的零件。碳纤维编织材料I及热塑性硬质泡沫3材料根据成型零件需要的尺寸来裁剪。
[0026]步骤3:将热塑性胶黏剂2均匀注入碳纤维编织材料I与热塑性硬质泡沫3之间。
[0027]步骤4:将铺设好的碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材放入一预热的模具中热压成型。
[0028]在本实施例中，上述步骤4可以包括如下子步骤:
[0029]步骤4.1:通过一加热炉对碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材进行加热。
[0030]对于热塑性硬质泡沫3，可以将它们提前加热到软化点以上，预先弯曲到和模具形状吻合。于是，层叠好的复合板材要经过加热炉加热以达到一定的温度，这个温度值不能超过热塑性硬质泡沫3材料的分解温度，也不能低于热塑性胶黏剂2材料的熔融温度。
[0031]在通过加热炉对碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材进行加热的过程中，在层叠材料表面可以施加一定的压力。
[0032]步骤4.2:加热到一设定温度后保温一定时间，然后快速取出碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材，放入到预热的模具中热压成型。
[0033]该设定温度低于热塑性硬质泡沫3材料的分解温度，并且高于热塑性胶黏剂2的溶融温度。
[0034]在成型的过程中要保证温度水平，让热塑性胶黏剂2充分粘连热塑性硬质泡沫3和碳纤维编织材料I。
[0035]步骤4.3:等热塑性硬质泡沫3材料冷却凝固后即可取出成型零件。
[0036]在成型过程中也可以施加一定的压力让热塑性硬质泡沫3充分浸润到碳纤维编织材料I中。
[0037]更为具体地，在本实施例中，层叠好的复合板材要经过加热炉预热以达到一定的温度，这个温度值要根据热塑性硬质泡沫3的成型性能参数来确定，不能超过热塑性硬质泡沫3材料的分解温度，也不能低于热塑性硬质泡沫3材料的熔融温度。然后快速取出复合板材，放入热成型模具中成型，成型的过程中要保证一定的温度和压力，让热塑性硬质泡沫3充分浸润到碳纤维编织材料I中。等热塑性硬质泡沫3材料冷却凝固后即可取出成型零件。
【权利要求】
1.一种碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材的热压成型方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤1:提供碳纤维编织材料(I)、热塑性胶黏剂(2)和热塑性硬质泡沫(3)，作为所述碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材的原材料； 步骤2:以层叠方式铺设所述碳纤维编织材料(I)和所述热塑性硬质泡沫(3)，并在各层之间添加热塑性胶黏剂(2)； 步骤3:将所述热塑性胶黏剂(2)均匀注入所述碳纤维编织材料(I)与所述热塑性硬质泡沫(3)之间； 步骤4:将铺设好的所述碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材放入一预热的模具中热压成型。
2.根据权利要求1所述的碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材的热压成型方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述碳纤维编织材料(I)和所述热塑性硬质泡沫(3)是交替层叠的。
3.根据权利要求1所述的碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材的热压成型方法，其特征在于，所述步骤4包括如下步骤: 步骤4.1:通过一加热炉对所述碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材进行加热； 步骤4.2:加热到一设定温度后保温一定时间，然后快速取出所述碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材，放入到预热的所述模具中热压成型； 步骤4.3:等所述热塑性硬质泡沫(3)材料冷却凝固后即取出成型零件。
4.根据权利要求3所述的碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材的热压成型方法，其特征在于，在所述步骤4.1中，在通过所述加热炉对所述碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材进行加热的过程中，在层叠材料表面施加一定的压力。
5.根据权利要求3所述的碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材的热压成型方法，其特征在于，在所述步骤4.2中，所述设定温度低于所述热塑性硬质泡沫(3)材料的分解温度，并且高于所述热塑性胶黏剂(2)的熔融温度。
6.根据权利要求3所述的碳纤维热塑性硬质泡沫夹芯复合板材的热压成型方法，其特征在于，在所述步骤4.3中，在成型过程中施加一定的压力让所述热塑性硬质泡沫(3)充分浸润到所述碳纤维编织材料(I)中。
【文档编号】B29C65/72GK103522544SQ201310326750
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年7月30日 优先权日:2013年7月30日
【发明者】平艳盈, 彭雄奇, 王韬, 龚友坤, 万紫, 尹红灵, 马丽华 申请人:上海汇众汽车制造有限公司