[发明专利]碳纤维预浸料模内加压成型装置及其方法

权利要求书

1.一种碳纤维预浸料模内加压成型装置，其特征在于，包括成型模具、上密封模具以及下密封模具，其中，成型模具的上表面具有内陷的型腔以成型碳纤维预浸料，成型模具上设有贯穿模具厚度方向的抽气孔，成型模具的尺寸和下密封模具内腔尺寸适配，上密封模具设置有进气口，且上密封模具内部安装有加热装置以对碳纤维预浸料进行加热，上密封模具和下密封模具合模形成密封腔室，通过上密封模具的进气口向上密封空间充入气体进行加高压且通过下密封模具的抽气孔对下密封空间进行抽真空，使放置于成型模具上表面的碳纤维预浸料紧贴成型模具的型腔而成型。

2.如权利要求1所述的碳纤维预浸料模内加压成型装置，其特征在于，还包括位于碳纤维预浸料上下两侧的两硅胶膜以形成夹芯构件，上密封模具和上层硅胶膜形成上密封空间，下密封模具和下层硅胶膜接触形成下密封空间。

3.如权利要求1所述的碳纤维预浸料模内加压成型装置，其特征在于，所述型腔为弧形凹槽，弧形凹槽的深度为10 mm ~20mm，弧形凹槽顶部宽度为100 mm ~1000mm。

4.一种基于权利要求1至3中任意一项所述的碳纤维预浸料模内加压成型装置的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

将上密封模具和下密封模具安装在热压机上，将成型模具装配在下密封模具中；

在碳纤维预浸料上、下表面各覆盖一层硅胶膜，形成夹芯构件；

将夹芯构件放置在成型模具上，利用热压机将上密封模具和下密封模具合模，上密封模具和上层硅胶膜形成上密封空间，下密封模具和下层硅胶膜接触形成下密封空间；

利用加热装置进行预加热，使碳纤维预浸料软化；

继续加热至碳纤维预浸料基体的固化温度时，通过进气口向上密封空间充入气体进行加压，通过抽气孔对下密封空间抽真空，使夹芯构件与型腔贴合，并在上密封空间加压、下密封空间为真空的状态和碳纤维预浸料基体固化温度的条件下进行保温保压，使碳纤维预浸料固化成型。

5.如权利要求4所述的碳纤维预浸料模内加压成型装置的成型方法，其特征在于，所述碳纤维预浸料的基体为热固性树脂。

6.如权利要求4所述的碳纤维预浸料模内加压成型装置的成型方法，其特征在于，利用热压机将上密封模具和下密封模具合模时，合模的压力为8MPa~12MPa。

7.如权利要求4所述的碳纤维预浸料模内加压成型装置的成型方法，其特征在于，利用加热装置进行预加热时，预加热的温度为70℃~90℃，预加热的时间为5 min ~10min。

8.如权利要求4所述的碳纤维预浸料模内加压成型装置的成型方法，其特征在于，碳纤维预浸料基体的固化温度为120℃~140℃。

9.如权利要求4所述的碳纤维预浸料模内加压成型装置的成型方法，其特征在于，通过进气口向上密封空间充入气体进行加压时，充入气体为氮气，气体的充入速率为0.5 m ³/s~5m³/s。

10.如权利要求4所述的碳纤维预浸料模内加压成型装置的成型方法，其特征在于，加压的压力为8±0.01MPa，保温保压的时间为12min~18min。