[发明专利]一种复合材料增强件及成型工艺方法

权利要求书

1.一种复合材料增强件成型工艺方法，所述复合材料为碳纤维/环氧树脂型，其特征在于包括以下步骤:

S1.按增强件的3D图作2D展开图，并标出开剪部位，将碳纤维预浸料按工艺设计尺寸进行裁切并逐件标号；所述碳纤维体积含量为65％；所述增强件的内、外表面部分采用碳纤维平纹、斜纹或缎纹织物中的一种或者两种的组合或者三种的组合，所述碳纤维平纹、斜纹或缎纹织物的规格为3k、6k或12k中的一种或者两种的组合或者三种的组合，内部采用1k、3k或6k单向预浸料，所述预浸料为环氧树脂型；

S2.对碳纤维复合材料柔性接头增强件进行铺层设计，大口、中段和小口的比例为1:2:1，各部分重叠搭接，无明显界限；在柔性接头增强件的大口、中段和小口的重叠系数不同，采用差异性叠层设计，设计厚度为：2.0～5.0mm，铺层数为：24～60层；其中，大口为长、短布带交替铺放，中段用环向布带补强，小口用长布带堆叠；

S3.对碳纤维复合材料柔性接头增强件按其与轴线成+45°、0°、90°、-45°四个铺层角度方向进行铺层角度和顺序设计；

S4. 采用热压固化工艺，对铺放模具进行预热，预热温度为45～75℃，按照步骤S2和步骤S3的铺层层数设计，和铺层角度和顺序设计进行铺放，制作成待固化增强件；

S5.将待固化增强件进行真空袋组合，并放入热压罐，升温固化；

具体方法是：

中心位置放置待固化增强件，其外层直接包覆隔离膜，隔离膜外层包覆透气毡，最外层为真空袋，真空袋使用密封胶密封，在真空袋组合的非工作面设置真空气嘴，检查真空袋组合的气密性；气密性合格后放入热压罐，升温固化，升温速度为0.5～3℃/min，采用阶段升温保温设计，固化最高温度为120～180℃，总保温时间为5～10小时，压强1.5～3MPa；

S6.对固化增强件进行外形加工，得到所需的产品。

2.根据权利要求1所述的成型工艺方法，其特征在于所述步骤S1中所述内、外表面部和内部的厚度比例为（1～2）：（1～2）：（8～6）。

3.根据权利要求1所述的成型工艺方法，其特征在于所述步骤S2中所述增强件的内、外表面部分采用碳纤维缎纹织物，所述碳纤维缎纹织物的规格为12k，内部采用1k单向预浸料。

4.根据权利要求1所述的成型工艺方法，其特征在于所述步骤S2中所述大口为长、短布带交替铺放，中段用环向布带补强，小口用长布带堆叠，具体方法是根据产品厚度分度、产品各部位受力情况，来具体设计，其设计原则是：根据各个位置的设计厚度和受力应用工况设计铺层厚度，整体设计原则是各个位置各个方向的强度余量比例基本相同，剪应力强度余量a%，那么轴向和径向的拉伸强度余量也大致在a%，小口位置的余量也在a%，那么大口的余量整体也大致在a%。

5.根据权利要求1所述的成型工艺方法，其特征在于所述步骤S3中所述柔性接头增强件大口长布带按照铺层角度依次为+45°、0°、90°、-45°；+45°、90°、0°、-45°；+45°、-45°、0°、90°或+45°、-45°、90°、0°进行铺层，短布带按照+45°、0°、90°、-45°；+45°、90°、0°、-45°；+45°、-45°、0°、90°或+45°、-45°、90°、0°的次序进行铺层，共计24～60层。

6.根据权利要求5所述的成型工艺方法，其特征在于所述步骤S3中所述柔性接头增强件小口按照铺层角度依次为+45°、0°、90°、-45°；+45°、90°、0°、-45°；+45°、-45°、0°、90°或+45°、-45°、90°、0°进行铺层，共计24～60层。

7.根据权利要求6所述的成型工艺方法，其特征在于所述步骤S3中所述柔性接头增强件中段按照铺层角度依次为+45°、0°、90°、-45°；+45°、90°、0°、-45°；+45°、-45°、0°、90°或+45°、-45°、90°、0°进行铺层，环向铺2～5层；所述柔性接头增强件上、下表面铺层角度为+45°或-45°。