[发明专利]一种弧面制件及其翘曲度的控制方法与应用

说明书

本发明公开一种弧面制件及其翘曲度的控制方法与应用，该弧面制件翘曲度的控制方法，包括：步骤1：将连续纤维增强热塑性复合材料片材置于型腔为平板状的注塑模具底部；步骤2：将注塑料注射入注塑模具中，注塑成型后经自然冷却得到弧面制件；弧面制件的总厚度为2～4mm，连续纤维增强热塑性复合材料片材占弧面制件总厚度的10％～50％。本发明通过配方设计实现了对弧面制件翘曲度的控制，而无需借辅助设备矫正翘曲，减少了生产工序，提高了产品生产效率。且制备得到的制品具有优异的力学性能。

技术领域

本发明涉及弧面制件的制造领域，尤其涉及一种弧面制件及其翘曲度的控制方法与应用。

背景技术

连续纤维增强热塑性复合材料(CFRT)是以热塑性树脂为基体，连续性纤维为增强材料，经过树脂熔融浸渍、挤压等工艺形成的高强度、高刚性、高韧性、可回收的新型热塑性复合材料。因为CFRT中的纤维是连续的，而且树脂对纤维单丝的浸渍比常规热塑性复合材料(如GMT、LFT)更充分。因此其力学性能，尤其是拉伸和弯曲、冲击性能也远高于上述常规热塑性复合材料。

CFRT传统成型工艺主要包括：一、手糊成型，其缺点是质地疏松、密度低，制品强度不高，而且主要依赖于人工，质量不稳定，生产效率很低；二、喷射成型，在工作效率方面有一定程度的提高，但依然满足不了大批量生产，用以制造汽车车身、船身、浴缸、储罐的过渡层；三、层压成型，具有机械化和自动化程度高、产品质量稳定等特点，但是设备一次性投资大；四、缠绕成型，制品结构单一，仅用于制造圆柱体、球体及某些正曲率回转体或筒形纤维制品；五、拉挤成型，该工艺适合于生产各种截面形状的型材，如工字型、角型、槽型、异型截面管材以及上述截面构成的组合截面型材；六、液态成形，这种工艺的应用，必须以精确的管道输送和计量以及温度压力自动控制为基础，属于高分子材料和近代高新科学技术的交叉范畴，目前的应用还不是很广；七、模压成型，前期模具制造复杂，投入高，制件大小受压机尺寸的限制。

较以上传统成型工艺，对于CFRT来说，注塑成型是一种新型成型工艺，这种成型工艺是先将其半成品坯料放入注塑模具中，采用玻璃纤维强化热塑性材料注塑成型，其制作采用了回注技术。可以使CFRT与非连续纤维增强塑料充分结合，结构简单的部分以预浸带片材为主体支架，结构复杂的部分采用注塑的方式，这种成型方法既弥补了传统模压成型工艺不能成型结构复杂制件的弊端，又达到了局部补强的作用。这种成型工艺，国外产品应用非常广泛，Lanxess在汽车零部件上也有诸多应用案例。近年来，国内汽车行业对轻量化的要求越来越高，以塑代钢的产品层出不穷，CFRT具有高强度、高刚性、高韧性等优异特性，广受青睐。另外，注塑成型大大减少了整体的生产工序，缩减了整个周期，更是增强了环保机动性，增添了个性化设计，安全性也得到提高，是集成轻量化、高刚强度、耐疲劳、能量吸收和功能为一体的应用。CFRT与非连续纤维增强塑料的注塑复合是一个大趋势，可以大大扩展CFRT的应用市场。

对于注塑件，翘曲变形是重要的质量指标之一，它不仅影响产品装配和使用性能，而且影响产品外观质量。由于CFRT与非连续纤维增强塑料的收缩率有很大区别，对温度的敏感度也不同，导致制件注塑成型后会翘曲变形，直接影响产品合格率。

因此，在现有研究和应用中，均是将翘曲变形视为塑料制品的一个缺陷，需要尽量避免，或加以改善。这一认知也同样存在于弧面制件的制备工艺中。弧面制件，如曲面手机壳、曲面LED显示器后盖等，其生产时，首先必须要设计一副弧面形状型腔的模具，其次针对成型后翘曲问题，还需要校正调整翘曲变形，以得到合格产品，这样不仅增加不少模具加工费用，而且增加了辅助定型设备、人工等费用，更是拉长了生产周期。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种弧面制件翘曲度的控制方法，通过配方设计实现了对弧面制件翘曲度的控制，而无需借辅助设备矫正翘曲，减少了生产工序，提高了产品生产效率。且制备得到的制品具有优异的力学性能。

具体技术方案如下：

一种弧面制件翘曲度的控制方法，包括：