[发明专利]一种碳纤维增强复合材料的模压成型工艺

说明书

本发明提供了一种碳纤维增强复合材料的模压成型工艺，由于在碳纤维增强复合材料加工过程中，创新性的采用了自适应模压动作，在对碳纤维增强复合材料胚料进行模压的同时，使得上模的压头能够自适应胚料的表面进行相应动作，整个模压过程能够动态调整压头以适应不断变化的胚料表面，经过该动作后的碳纤维布层内部的应力得到了充分吸收且碳纤维布层间的铝液得到了充分均匀浸渍，从而使得模型成型后的碳纤维增强复合材料力学性能得到显著提高。

技术领域

本发明涉及复合材料成型领域，具体涉及一种碳纤维增强复合材料的模压成型工艺。

背景技术

碳纤维增强复合材料作为新型复合材料具有比重低、强度高、抗拉弹性模量高、热膨胀系数小，抗振吸振性能良好等优点，因此一直是人们研究的热点。碳纤维增强复合材料的成型工艺对碳纤维增强复合材料的性能有着至关重要的影响，现有技术中对于碳纤维增强复合材料的成型工艺一般采用模型成型方式，但是，现有技术中的成型工艺关注点在于温度、密闭环境，而对于模压成型工艺中的压力没有特殊要求，只要能够对碳纤维增强复合材料进行模压即可，若是加工的碳纤维增强复合材料尺寸较小，模压力的影响还较小，但若是对大型的碳纤维增强复合材料进行模压成型时，模压力对于碳纤维增强复合材料的性能将起到至关重要的作用。如专利文献1，其公开了一种碳纤维增强铝基层状复合板的制备方法，其同样使用了模压成型工艺，并且在成型工艺中使用了振动工作台，通过振动使得铝液润湿碳纤维，该工艺虽然能够使得碳纤维表面未形成脆性化合物，组织结构更加致密，但是由于增加了振动工作台，使得结构更加复杂，同时，被浸渍的碳纤维内部有可能由于振动工作台的影响而使得碳纤维内部产生更多气泡，振动也有可能使得碳纤维布层会产生褶皱，进一步影响碳纤维复合材料的力学性能；又如专利文献2，其公开了一种碳纤维复合材料真空模压成型装置，该成型装置添加了抽真空装置，使得模具内的碳纤维材料能够在负压的作用下得到浸渍，同时，采用了三种速度来控制加压速度，但是，真空负压作用有限，同时，虽然慢速接触能够在一定程度上改善碳纤维复合材料内部树脂与碳纤维浸渍情况，但是，其改善程度有限，且并不能释放碳纤维复合材料内部的应力；又如专利文献3，其公开了一种铝合金飞机整体壁板多点成形的方法，其使得上下模具均采用多点模具结构，利用多点模具来适应制造形状较为复杂的曲面铝合金壁板，但是该模具之间并没有联动；再如专利文献4，其公开了具有可变刚度的柔性表面的夹持装置，其使用了多个活塞缸体共同连接到磁流变阀中，通过磁流变阀的通断来实现多个活塞缸体运动以适应不同的表面来进行夹持，但是该夹持装置中，各活塞缸体都是独立的，之间也不能进行联动，且该种夹持装置仅能适应不同的柔性表面，并不需要主动施加外力给柔性表面以改变柔性表面。

[专利文献1]CN103397284A

[专利文献2]CN105034410A

[专利文献3]CN104646475B

[专利文献4]CN1799784A

综上所述，现有技术中，均未提供一种能够基于碳纤维增强复合材料表面形状特性而进行自适应模压动作，消除碳纤维增强复合材料内部应力，同时又进行主动模压动作，以提高碳纤维增强复合材料成型特性的模压成型工艺，基于此，本申请提供了一种碳纤维增强复合材料的模压成型工艺。

发明内容

为了克服现有模压成型工艺的不足，本发明提供了一种技术方案，一种碳纤维增强复合材料的模压成型工艺，包括如下步骤：

(一)、放置胚料：

按照碳纤维布层、铝粉层、碳纤维布层的交替顺序，将胚料放置入热压成型装置的下模的下模腔内；

(二)、半合模：

驱动热压成型装置的模压缸动作，使得上模的压头快速到达下模腔，并与下模腔接触，形成半合模状态；

(三)、半合模环境处理：