[发明专利]一种复合材料液体成型注射装置及方法

说明书

本发明涉及一种复合材料液体成型注射装置，包括树脂贮存罐、树脂注射罐、树脂收集罐和模具，还包括用于控制树脂贮存罐和树脂注射罐内部压力的控制装置，控制装置包括用于写入控制曲线的计算机及生产控制信号的控制器，计算机和控制器之间电连接，所述的树脂贮存罐和树脂注射罐之间设有电磁阀，树脂注射罐与模具之间设有注射罐阀门及进胶口阀门，模具与树脂收集罐之间设有收集罐阀门及出胶口阀门，所述的树脂贮存罐和树脂注射罐分别连接有第一压力源和第二压力源，能够通过周期性的改变注射过程中树脂在模具内部的压力场分布，提高注射压力保持过程中树脂在预制体内部的渗透效率，降低注射过程中缺陷的生成几率。

技术领域

本发明属于树脂基复合材料液体成型技术，具体涉及一种复合材料液体成型注射装置及方法。

背景技术

树脂转移模塑成型(Resin Transfer Molding，RTM)技术，其主要原理为首先在模腔中铺放设计好的预制体，在采用注射设备将专用树脂体系注入模腔，通过树脂流动排出模腔内的气体同时浸润纤维，再经加热固化、冷却脱模即可得到复合材料制件。RTM成型技术的渗透效率和质量受多种材料特性和工艺参数的影响，如树脂粘度、注射压力、纤维预成型体渗透率以及模具的结构形式。复杂构型的模具型腔以及型腔中预制体的纤维体积分数波动都会影响树脂对纤维预制体的渗透效果。注射过程中的压力保持阶段注胶口处施加的是恒定的压力，模具内预制体中树脂压力场是静态恒定压力场的分布，如果对成型模具内部树脂施加交变状态的注入压力，将模具内部树脂的压力场由静态恒定压力场改变为周期性的循环变压力场。提高注射压力保持过程中树脂在预制体内部的渗透效率，降低注射过程中缺陷的生成几率。

发明内容

本发明实施例提供了一种复合材料液体成型注射装置及方法，能够在通过周期性的改变注射过程中树脂在模具内部的压力场分布，提高注射压力保持过程中树脂在预制体内部的渗透效率，降低注射过程中缺陷的生成几率。

第一方面，本发明的实施例提出了包括树脂贮存罐、树脂注射罐、树脂收集罐和模具，其特征在于，还包括用于控制树脂贮存罐和树脂注射罐内部压力的控制装置，控制装置包括用于写入控制曲线的计算机及生产控制信号的控制器，计算机和控制器之间电连接，所述的树脂贮存罐和树脂注射罐之间设有电磁阀，树脂注射罐与模具之间设有注射罐阀门及进胶口阀门，模具与树脂收集罐之间设有收集罐阀门及出胶口阀门，所述的树脂贮存罐和树脂注射罐分别连接有第一压力源和第二压力源，树脂贮存罐与第一压力源之间设有用于调节树脂贮存罐内部压力和采集树脂贮存罐内部压力值的第一电气比例阀以及第一压力源阀门，第一电气比例阀与控制器电连接，树脂注射罐与第二压力源之间设有用于调节树脂注射罐内部压力和采集树脂注射罐内部压力值的第二电气比例阀以及第二压力源阀门，第二电气比例阀与控制器电连接。

进一步地，模具与树脂收集罐之间还设有真空源，真空源通过三通管分别与模具和树脂收集管连通，真空源出气管上设有真空源阀门。

第二方面，一种复合材料液体成型注射方法，采用第一方面所述的注射装置，包括如下步骤：

步骤1：将预先设定的注射压力-时间曲线写入计算机中；

步骤2：将树脂贮存罐和树脂注射罐中加入真空脱泡后待注射的树脂，打开第一压力源阀门、第二压力源阀门、进胶口阀门、出胶口阀门以及真空源阀门，关闭注射罐阀门和收集罐阀门；

步骤3：打开注射罐阀门开始向模具中注射树脂，并且第二电气比例阀根据步骤1中预设的注射压力-时间曲线调整和采集树脂注射罐内的压力值；

步骤4：待树脂从模具出胶口阀门中流出后，关闭真空源阀门，打开树脂收集罐阀门，树脂流入树脂收集罐，完成一次注射作业。