一种复合材料格栅的成型方法与流程

本发明属于复合材料领域，具体的说是涉及一种复合材料格栅的成型方法，尤其适用于轨道交通领域对通风和散热有要求的场所。

背景技术：

复合材料具有比强度、比模量高，可设计性强等诸多优点，在轨道交通领域的应用越来越广泛。格栅主要用于轨道交通设备的通风散热，随着车辆轻量化的要求，复合材料格栅得到了广泛的应用。目前复合材料格栅的成型方法主要有注塑成型、rtm成型。注塑成型的格栅容易产生翘曲变形且强度较低，无法满足市场对格栅的要求。rtm成型的格栅虽然能满足强度要求，但rtm工艺对模具的密封要求较高，且需要专门注胶设备，对操作人员的技术要求较高。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种操作简单，制造成本低廉的复合材料格栅的成型方法，ooa闭模成型。它解决了现有工艺操作技术难度高、翘曲以及强度低的问题。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种复合材料格栅的成型方法，该方法包括如下具体步骤：

步骤一：模具准备，制造芯模模具、上模模具和下模模具；

步骤二：铺贴，将裁剪好的格栅加强框预浸料铺贴在下模模具上，芯模预浸料铺贴在芯模模具上，将芯模模具和下模模具组合，继续在下模模具铺贴格栅加强框预浸料；

步骤三：合模，将上模模具盖到下模模具上，并对准螺栓孔，通过螺栓锁紧上模模具和下模模具；

步骤四：制袋，使用真空袋将整个模具密封，安装抽真空和测真空管路，真空度≥900mbar；

步骤五：固化，将制好袋的模具放入固化炉中，抽真空，按照预浸料固化程序进行固化；

步骤六：脱模，固化完成待模具温度降至室温后，拆除上模模具和下模模具螺栓，使制件与上模模具和下模模具分离，再利用橡胶锤和脱模楔沿肋倾斜方向将芯模敲出，脱出芯模；

步骤七：打磨，对格栅边缘的树脂、毛刺进行打磨。

本发明的进一步改进在于:所述步骤一中，上模模具和下模模具采用热膨胀系数低的复合材料模具，复合材料为碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料或者各种纤维的混合复合材料。

本发明的进一步改进在于:所述步骤一中，芯模模具为热膨胀系数高的铝合金模具或其他合金模具。

本发明的进一步改进在于:所述步骤二中，所述芯模预浸料为无卤阻燃预浸料，包括单向预浸料和织物预浸料。

本发明的进一步改进在于:所述步骤二中，格栅表面铺贴的预浸料为玄武岩阻燃预浸料，包括织物预浸料和短切毡预浸料。

本发明的进一步改进在于:所述步骤二中，铺贴第一层和最后一层时预压实，中间每铺贴4-5层预压实一次，真空度≥800mbar。

本发明的进一步改进在于:所述步骤五中，其固化程序为阶梯式，先升温至80±5℃，保温2小时，再升温至120±5℃，保温2h。

本发明的有益效果是：本发明结合了真空袋压工艺和rtm工艺，降低了模具和设备的投入成本。采用高tg高阻燃预浸料制造的格栅，满足防火要求，适用于轨道交通领域。净尺寸成型，无需过多的后续加工。生产工艺简单，产品质量稳定可靠，有很大的实用和推广价值。

附图说明

图1是格栅的工程视图；

图2是下模模具示意图；

图3是上模模具示意图；

图4是芯模模具示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1所示，格栅四周有加强框，中间用肋分层尺寸规格不同的格子。

该复合材料格栅的成型方法，包括如下步骤：

步骤一：模具准备，根据格栅结构设计模具，格栅模具包括芯模模具、上模模具和下模模具，分别如图4，图3和图2，其中芯模模具使用铝合金制造，上模和下模模具使用碳纤维复合材料制造。

步骤二：铺贴，根据铺层和模具设计好下料图，并使用裁剪机进行裁剪，将裁剪好的格栅加强框预浸料铺贴在图2所示的下模模具上，芯模预浸料铺贴在图4所示的芯模上，将芯模模具和下模模具组合，继续在下模模具铺贴格栅加强框预浸料。其中铺贴第一层和最后一层时预压实，中间每铺贴4-5层预压实一次，真空度≥800mbar。

步骤三：合模，将上模模具盖到下模模具上，并对准螺栓孔，通过螺栓锁紧上模模具和下模模具；

步骤四：制袋，使用真空袋将整个模具密封，安装抽真空和测真空管路，真空度≥900mbar。

步骤五：固化，将制好袋的模具放入固化炉中，抽真空，按照预浸料固化程序进行固化；固化程序为阶梯式，先升温至80℃，保温2小时，再升温至120℃，保温2h。

步骤六：脱模，固化完成待模具温度降至室温后，先拆除上模模具和下模模具螺栓，使制件与上模模具和下模模具分离，再利用橡胶锤和脱模楔沿肋倾斜方向将芯模敲出；

步骤七：打磨，对格栅边缘的树脂、毛刺进行打磨。

经试验证明：根据如上所述成型方法制造的格栅，可以满足以下技术要求：

1）格栅满足无损检测内部质量要求；

2）格栅的使用温度达到90℃以上；

3）产品合格率90%以上；

4）防火等级达到en45545标准hl2。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种复合材料格栅的成型方法，该成型方法包括：下模铺贴格栅加强框预浸料；芯模铺贴格栅肋预浸料；芯模和下模组合，继续下模铺贴格栅加强框预浸料，上模与下模合模，固化成型，脱模。本发明采用OOA闭模一体成型，成型简单且制造成本低廉，还可实现净尺寸成型，确保产品外形。本发明结合了真空袋压工艺和RTM工艺，降低了模具和设备的投入成本。采用高Tg阻燃预浸料制造的格栅，满足防火要求，适用于轨道交通领域。

技术研发人员：贾朋军;董晴晴;石双
受保护的技术使用者：江苏恒神股份有限公司
技术研发日：2018.12.29
技术公布日：2019.05.03