[发明专利]纤维金属层板温介质制备成形-真空负压固化一体化方法

权利要求书

1.一种纤维金属层板温介质制备成形-真空负压固化一体化方法，其特征在于，该方法包括具体以下步骤：

（1）安装调试制备成形固化模具：所述制备成形固化模具包括液室、加热单元一、温度传感器、第一环形密封圈、凹模、加热单元二和第二环形密封圈；

液室上开设有通水口；通水口用于与液压设备连接，通过液压设备进行注液和退液并控制模具型腔内的水压；凹模上开设有微小尺度通孔和气体管路，微小尺度通孔和气体管路连通；微小尺度通孔用于在纤维金属层板的成形阶段排出模具型腔内的空气，气体管路用于连接真空泵和真空压力表；温度传感器安装在液室的型腔内部，用于监测坯料的温度；加热单元一和加热单元二分别与液室和凹模的外壁接触，分别用于加热液室和凹模；

液室的法兰面上开设有两圈环形密封槽，内侧环形密封槽内设置有第一环形密封圈，外侧环形密封槽内设置有第二环形密封圈；第一环形密封圈的高度不小于内侧环形密封槽的深度，第二环形密封圈的高度不小于外侧环形密封槽的深度；

（2）制备阶段：按金属薄板、热固性树脂薄膜和纤维布的铺贴顺序依次铺贴至液室的法兰面上，制成坯料；坯料位于第一环形密封圈的正上方，紧贴第一环形密封圈，其半径不小于第一环形密封圈的半径，坯料与液室之间通过第一环形密封圈密封；第二环形密封圈位于坯料的外侧；再通过通水口向液室注水；

所述热固性树脂薄膜的材质为环氧树脂或酚醛树脂；

（3）设置液压成形工艺的参数；

（4）形成制备成形固化模具型腔：凹模下行，将坯料压紧在液室的法兰面上；凹模与液室合模，并通过第二环形密封圈实现液室与凹模之间的密封，形成制备成形固化模具型腔；

（5）加热单元一对液室进行加热，并通过温度传感器的监测和反馈来控制水温，将温度控制在100℃以下的同时使得热固性树脂处于最有利于成形的粘度1000mpa•s，通过控制粘度来调整热固性树脂的流动性，使其处于最佳成形状态；

（6）成形阶段：通过通水口向液室中继续注与步骤（5）相同温度的水，以水为介质将压力作用在坯料上，坯料在高压水体的作用下变形，完成纤维金属层板在半固化状态下的成形；

（7）将真空泵和真空压力表与气体管路相连；通过通水口退液使模具型腔内部只留有空气，关闭通水口；

（8）固化阶段：控制真空泵抽走模具型腔内部的空气，并通过真空压力表实时监测模具型腔内的气压，使模具型腔内形成真空负压环境，目的是去除热固性树脂内的气泡并形成更加均匀的热固性树脂分布；在抽真空的同时控制加热单元一和加热单元二，根据不同热固性树脂的固化温度要求，对制备成形固化模具进行加热并通过温度传感器的监测和反馈来控制温度，并将温度传递至热固性树脂层，使热固性树脂处于最佳固化温度环境中，完成纤维金属层板的固化。

2.根据权利要求1所述的纤维金属层板温介质制备成形-真空负压固化一体化方法，其特征在于，步骤（1）中，通水口开设于液室的侧面底部位置；温度传感器接近液室的法兰面。

3.根据权利要求1所述的纤维金属层板温介质制备成形-真空负压固化一体化方法，其特征在于，步骤（1）中，第一环形密封圈和第二环形密封圈均采用耐高温材质，第一环形密封圈采用橡胶，第二环形密封圈采用聚四氟乙烯。

4.根据权利要求1所述的纤维金属层板温介质制备成形-真空负压固化一体化方法，其特征在于，步骤（2）中，首先对金属薄板表面进行预处理，去除表面氧化膜、杂质以及使金属表面产生微纳尺度孔洞以便于热固性树脂浸入以增加纤维金属层板的层间粘结强度；预处理包括酸碱洗、酒精擦拭和阳极氧化处理。

5.根据权利要求1所述的纤维金属层板温介质制备成形-真空负压固化一体化方法，其特征在于，步骤（2）中，所述金属薄板的材质为铝合金、镁合金或钛合金，厚度为0.2~0.5mm；所述热固性树脂薄膜的厚度为0.1~0.3mm；所述纤维布的材质为玻璃纤维或碳纤维，厚度为0.1~0.5mm。

6.根据权利要求1所述的纤维金属层板温介质制备成形-真空负压固化一体化方法，其特征在于，步骤（2）中，通过通水口向液室中注水直至液面低于液室的法兰面1~2mm处。