[发明专利]一种预浸料预压实装置及利用其制备复合材料层合板的方法

说明书

本发明涉及一种预浸料预压实装置及利用其制备复合材料层合板的方法。该装置包括合金材质的闭合边框、橡胶或塑料材质的弹性密封件以及真空抽气口，在闭合边框上设置有通孔，在弹性密封件上设置有真空抽气口。使用时首先在成型模具中铺贴预浸料，然后将上述预压实装置盖在成型模具上并连接真空机，抽真空将预浸料压实，重复铺贴‑抽真空压实操作若干次，最终得到性能优异的层合板。与传统真空袋+密封胶的预压实成型工艺相比，本发明大大减少了预压实工序的时间和成本，具有结构简单、使用方便、压实效果好、效率高、可重复性好等一系列优点，不仅降低了生产成本而且操作更加简便，有助于提高复合材料层合板的成型质量和理化性能。

技术领域

本发明涉及复合材料制备工艺及设备技术领域，具体涉及一种预浸料预压实装置及利用其制备复合材料层合板的方法。

背景技术

复合材料凭借轻质高强、高比模量等优点，在军工、航天、航空等领域得到了广泛应用。目前预浸料工艺成为复合材料成型的主流形式之一，该工艺通过在光滑模具上铺贴预浸料，再利用密封胶和真空袋形成密封环境，抽真空后转入烘箱或热压罐固化成型。预浸料在铺贴过程中是否压实是决定复合材料结构完整性的关键因素之一，直接影响复合材料的性能，对于铺层较多的复合材料来说这种影响更为严重。一般来说，手工铺贴4层预浸料后就需要进行一次预压实处理，以此保证各铺层间紧密贴合，达到提高复合材料结构完整性的目的。

传统的预压实方法主要通过密封胶和真空袋在光洁平滑的模具表面形成的密封环境中进行操作，先在模具上打一圈密封胶，然后在密封胶所围成的空间内将预浸料按照铺层顺序进行铺贴，每铺贴4层预浸料就需要进行一次封袋处理，抽完真空并保压静置约15分钟后揭开真空袋，之后重复上述步骤直至铺贴完所有铺层。分析可知传统的预压实方法需要重复进行费时费力的封袋处理，而且反复对真空袋进行揭开和按压操作会使其变形甚至破损漏气，更重要的是重复封袋操作很可能导致密封胶表面沾上其他杂质，既影响预压实效果也可能导致漏气，遇到这样的情况就必须更换密封胶和真空袋。除此以外，密封胶和真空袋属于耗材，其使用成本也较高，无形中提高了复合材料的制造和使用成本。

发明内容

本发明的目的在于解决现有预浸料铺贴及预压实过程中存在的上述问题，设计研发了一款结构简单、使用方便的预浸料预压实装置，利用该装置不仅能够提高预浸料铺贴效率和铺贴质量，而且有助于降低复合材料层合板的生产成本。为实现以上目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种预浸料预压实装置，包括闭合边框、弹性密封件、真空抽气口，在闭合边框上设置有通孔，在弹性密封件上设置有真空抽气口，所述弹性密封件与闭合边框密封连接并将通孔罩住。

进一步的，所述闭合边框与成型模具可分离式连接，并且两者连接好后弹性密封件介于闭合边框与成型模具之间。

进一步的，闭合边框的尺寸大于待成型试样的尺寸，闭合边框的材质为合金。

进一步的，所述闭合边框的平面度不超过0.25。为了保证闭合边框与成型模具连接部位的密封性能，弹性密封件需要一定的压缩量，受限于真空设备所提供的最大真空度以及弹性密封件最大压缩量。如果弹性密封件具有自粘性，那么密封方式不再仅限于压缩密封，可更换为粘接密封或粘接-压缩混合作用的密封方式，闭合边框的平面度亦可适当放宽。

进一步的，闭合边框上沿厚度方向设置有至少一个通孔。通孔主要起连通成型模具内部与真空抽气装置的作用，其数量可以是一个也可以是多个，优选为一个。

进一步的，所述弹性密封件具体为二维平面式(即片状)，包括橡胶片、塑料膜、真空袋、硅胶片、闭孔发泡材料等，弹性密封件的尺寸大于闭合边框的尺寸。

进一步的，所述弹性密封件的伸长率不低于80％。为了保证成型模具与闭合边框之间的密封性能，弹性密封件需要一定的压缩量，在综合考虑了重复使用成本、设备抽真空性能、可拆卸维护性能、材料可替代性(不仅限于本发明中所提到的各类弹性密封件，例如EPDM膜、满足该技术要求的固体胶)等因素后设定了该指标。