[发明专利]碳纤维型材的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用碳纤维加工机械型材的方法。

背景技术

碳纤维新型复合树脂材料因其重量轻，而且具有高强度、高刚性和良好的耐蠕变性和耐腐蚀性等特点，一直被认为是一种非常理想的轻量化材料。但是长期以来，昂贵的价格一直阻碍着碳复合材料在工业领域的广泛应用。不过，随着成本效益比逐渐发生改变，这种新型的复合材料在工业上的应用会越来越多。除了轻量化，碳纤维复合材料在碰撞吸能方面也具有显著的性能，一般是钢的六到七倍，是铝的三到四倍。

碳纤维复合材料，相对其他性能，减重是让工业制造商最感兴趣的，因为它可以改进设备的功率。在设计人员利用这种材料的各种性能进行产品设计时，不再简单地认为它是一种替代材料，而是这种材料还可以带来更多的好处。碳纤维复合材料有着上述的优点，但是在机械手臂行业因为其形状，大小及需要加工并需要一定的加工精度等因素制约，一直没有应用。

发明内容

本发明的目的在于针对目前机械手臂加工行业的需要，提供一种工艺简单，易于实现的碳纤维型材的加工方法。

本发明的技术方案如下：一种碳纤维型材的加工方法，包括如下步骤：

(1)根据型材的结构设计模具的内模和外模；

(2)将在环氧树脂胶里浸润后的碳纤维布在模具内模上反复缠绕，直至厚度达到设计要求；

(3)抽掉内模，合上外模，挤压成设计所需的外形形状；

(4)在内腔吹高压空气，经高温固化后形成需要的碳纤维型材。

进一步，如上所述的碳纤维型材的加工方法，其中，所述的模具为金属材质，在外模的前后均设有环氧树脂胶排出通道。

进一步，如上所述的碳纤维型材的加工方法，其中，步骤(4)中高压空气的压力为0.3Mpa～0.5Mpa，吹高压空气的时间为20～25分钟。

进一步，如上所述的碳纤维型材的加工方法，其中，步骤(4)中固化的温度为140℃～160℃，固化时间为100～140分钟。

本发明的有益效果如下：由于本发明的成型外模采用金属制造，金属模具使用寿命长(＞25000次)，表面质量良好。模具结构为组合形式，有定位、锁紧、开启、密封装置，使用方便。模具前后有树脂胶排除通道，并能形成完整的通路，从而大大提高制品成功率，使得制品质量上升。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为内模的结构示意图；

图3为外模的端面结构示意图；

图4为内模缠绕碳纤维布后的端面结构示意图；

图5为抽去内模合上外模的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，碳纤维型材的加工方法包括如下步骤：

(1)根据型材的结构设计模具的内模和外模；

如图2、图3所示，内模1和外模2均采用金属材质，如钢、铸钢、合金钢，或其它性能类似的材料，保证了模具的使用寿命，并使型材具有良好的表面质量。外模2为上下两部分组成，可以扣在内模1上，外模2的前后有通气孔3。

(2)将在环氧树脂胶里浸润后的碳纤维布在模具内模上反复缠绕，直至厚度达到设计要求；

如图4所示，碳纤维布4在内模1上沿各个方向多次反复缠绕，直至达到设计的厚度要求。

(3)抽掉内模，合上外模，挤压成设计所需的外形形状；

如图5所示，当浸有环氧树脂胶的碳纤维布4缠绕到规定的厚度后，即可将内模从碳纤维布中抽出，然后合上外模2，通过定位锁紧装置5将外模2锁紧，外模2的前后有树脂胶排除通道，并能形成完整的通路，从而大大提高制品成功率。

(4)在内腔吹高压空气，经高温固化后形成需要的碳纤维型材。

高压空气的压力为0.3Mpa～0.5Mpa，吹高压空气的时间为20～25分钟。固化的温度为140℃～160℃，固化时间为100～140分钟。