复合材料集成结构和复合材料集成结构的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种复合材料集成结构和复合材料集成结构的制造方法。
【背景技术】
[0002]随着科技的发展和社会的进步，对于工业制造中应用于汽车、轮船、飞机以及轨道车辆上的零部件的轻量化要求，对于工业制造中应用于家具上的零部件、以及应用在模型玩具上的零部件的轻量化要求，越来越突显出来。
[0003]然而现有技术中，工业制造上的零部件通常采用铝合金材料进行制造而得，铝合金虽然比钢铁合金轻便，然而依旧无法满足工业制造上的零部件轻量化的要求。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种复合材料集成结构和复合材料集成结构的制造方法，用以解决现有技术中的工业制造上的零部件通常采用铝合金材料进行制造而得，无法满足工业制造上的零部件轻量化的要求的题。
[0005]本发明的一方面提供一种复合材料集成结构，包括:
[0006]连续纤维增强复合材料，以及短切纤维增强复合材料；
[0007]所述短切纤维增强复合材料，包覆在所述连续纤维增强复合材料的外围。
[0008]如上所述的结构中，所述连续纤维增强复合材料的形状为第一预设形状；所述短切纤维增强复合材料的形状为与所述第一预设形状相匹配的第二预设形状。
[0009]如上所述的结构中，所述第一预设形状包括规则形状或不规则形状。
[0010]如上所述的结构中，所述连续纤维增强复合材料的截面厚度小于所述短切纤维增强复合材料的截面厚度。
[0011 ] 如上所述的结构中，还包括:
[0012]设置在所述复合材料集成结构表面的连接部。
[0013]本发明的另一方面提供一种复合材料集成结构的制造方法，包括:
[0014]对连续纤维增强复合材料进行预处理；
[0015]将短切纤维增强复合材料，包覆住预处理后的连续纤维增强复合材料。
[0016]如上所述的方法中，所述对连续纤维增强复合材料进行预处理，将短切纤维增强复合材料，包覆住预处理后的连续纤维增强复合材料，包括:
[0017]对所述连续纤维增强复合材料进行固化成型处理，形成预设第一形状的连续纤维增强复合材料；
[0018]将第一层短切纤维增强复合材料铺设在模具阴模的底部；
[0019]将所述预设第一形状的连续纤维增强复合材料铺设在所述第一层短切纤维增强复合材料上；
[0020]将第二层短切纤维增强复合材料铺设在所述预设第一形状的连续纤维增强复合材料上，其中，所述第一层短切纤维增强复合材料的宽度以及所述第二层短切纤维增强复合材料的宽度，大于所述预设第一形状的连续纤维增强复合材料的宽度；
[0021]对所述模具阴模和模具阳模进行预热处理；
[0022]采用预热处理后的模具阳模对所述第二层短切纤维增强复合材料加压；
[0023]在所述模具阴模和所述模具阳模冷却之后，形成所述第一层短切纤维增强复合材料和所述第二层短切纤维增强复合材料以与所述第一预设形状相匹配的第二预设形状，包覆在所述预设第一形状的连续纤维增强复合材料的外围的复合材料集成结构。
[0024]如上所述的方法中，所述对连续纤维增强复合材料进行预处理，将短切纤维增强复合材料，包覆住预处理后的连续纤维增强复合材料，包括:
[0025]对所述连续纤维增强复合材料进行固化成型处理，形成预设第一形状的连续纤维增强复合材料；
[0026]将所述预设第一形状的连续纤维增强复合材料定位在注塑工艺模具腔体的中心位置；
[0027]挤出注塑机将所述短切纤维增强复合材料从所述注塑工艺模具的进料口注入到所述注塑工艺模具的腔体中，直至所述短切纤维增强复合材料填充满所述注塑工艺模具的腔体；
[0028]对所述注塑工艺模具进行冷却处理，形成所述短切纤维增强复合材料以所述注塑工艺模具的腔体形状包覆在所述预设第一形状的连续纤维增强复合材料的外围的复合材料集成结构。
[0029]如上所述的方法中，所述对连续纤维增强复合材料进行预处理，将短切纤维增强复合材料，包覆住预处理后的连续纤维增强复合材料，包括:
[0030]将所述连续纤维增强复合材料置于第一预成型模具的腔体中；
[0031]利用所述第一预成型模具对所述连续纤维增强复合材料进行模压成型处理；
[0032]对模压成型处理后的连续纤维增强复合材料进行修剪，形成预设第一形状的连续纤维增强复合材料；
[0033]将所述预设第一形状的连续纤维增强复合材料，置于第二预成型模具的腔体的中心位置；
[0034]将所述短切纤维增强复合材料从所述第二预成型模具的注入口注入到所述第二预成型模具的腔体中，直至所述短切纤维增强复合材料填充满所述第二预成型模具的腔体；
[0035]对所述第二预成型模具进行加压处理和冷却处理，形成所述短切纤维增强复合材料以所述第二预成型模具的腔体形状包覆在所述预设第一形状的连续纤维增强复合材料的外围的复合材料集成结构。
[0036]本发明的技术效果是:提供一种由连续纤维增强复合材料，以及短切纤维增强复合材料构成的复合材料集成结构，其中短切纤维增强复合材料包覆在连续纤维增强复合材料的外围。从而使得该复合材料集成结构相比较于铝合金材料具有较小的重量，可以满足工业制造上的零部件轻量化的要求；该复合材料集成结构具有高比强、高比模、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、阻尼减震性的性能；同时，外围包覆的短切纤维增强复合材料易于通过模压成型工艺或者注塑成型工艺进行复合材料集成结构的外形制作，从而复合材料集成结构的外形制作效率高，并且降低了复合材料集成结构的外形制作的成本。
【附图说明】
[0037]图1为本发明实施例一提供的复合材料集成结构的结构示意图；
[0038]图2为本发明实施例二提供的复合材料集成结构的制造方法的流程图；
[0039]图3为本发明实施例三提供的复合材料集成结构的制造方法的流程图；
[0040]图4为本发明实施例三的步骤201执行过程中预设第一形状的连续纤维增强复合材料的剖面示意图；
[0041]图5为本发明实施例三的步骤204执行过程中复合材料集成结构的剖面示意图；
[0042]图6为本发明实施例三的步骤204执行过程中模具阳模的剖面示意图；
[0043]图7为本发明实施例三的步骤205执行过程中复合材料集成结构的剖面示意图；
[0044]图8为本发明实施例四提供的复合材料集成结构的制造方法的流程图；
[0045]图9为本发明实施例四的步骤301执行过程中预设第一形状的连续纤维增强复合材料的剖面示意图；
[0046]图10为本发明实施例四的步骤302执行过程中的注塑工艺模具和挤出注塑机的剖面结构示意图；
[0047]图11为本发明实施例四的步骤303执行过程中复合材料集成结构的剖面示意图；
[0048]图12为本发明实施例五提供的复合材料集成结构的制造方法的流程图；
[0049]图13为本发明实施例五的步骤401执行过程中的第一预成型模具的剖面结构示意图；
[0050]图14为本发明实施例五的步骤402执行过程中的第一预成型模具的剖面结构示意图；
[0051]图15为本发明实施例五的步骤403执行过程中的第一预成型模具的剖面结构示意图；
[0052]图16为本发明实施例五的步骤403执行过程中的连续纤维增强复合材料的剖面结构示意图；
[0053]图17为本发明实施例五的步骤404执行过程中的第二预成型模具的剖面结构示意图；
[0054]图18为本发明实施例五的步骤405执行过程中的第二预成型模具的剖面结构示意图；
[0055]图19为本发明实施例五的步骤406执行过程中的第二预成型模具的剖面结构示意图；
[0056]图20为本发明实施例五的步骤406执行过程中的复合材料集成结构的剖面结构示意图。
[0057]附图标记:
[0058]1-复合材料集成结构3.短增强复合材料4-模具阴模
[0059]“骐阳模卜注霞C艺模具7-挤出麵机8-第一预成型觀
[0060]
[0061]9-第二预成型模具
【具体实施方式】
[0062]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0063]图1为本发明实施例一提供的复合材料集成结构的结构示意图，如图1所示，本实施例的复合材料集成结构1，包括:
[0064]连续纤维增强复合材料2，以及短切纤维增强复合材料3 ;
[0065]短切纤维增强复合材料3，包覆在连续纤维增强复合材料2的外围。
[0066]在本实施例中，具体的，连续纤维增强复合材料2由预浸料层铺热压成型的制造工艺，或者由织物预制体树脂转移模塑成型的制造工艺制造而得；连续纤维增强复合材料2具有优异的力学性能，并且具有可设计性，同时相比较于铝合金材料具有较小的重量；但是，在复杂结构构件的模具中完全铺设连续纤维增强复合材料2，去形成只有连续纤维增强复合材料2的工业零部件，耗费时间，并增加零部件的制造成本。短切纤维增强复合材料3由短切预浸料模压成型的制造工艺，或者由热塑性粒料注塑成