專利名稱：反向鋪層真空導(dǎo)入法制作環(huán)狀或封閉狀制品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一類復(fù)合材料制品的制作方法，即反向鋪層真空導(dǎo)入法制作環(huán)狀或封閉狀制品的方法；是克服傳統(tǒng)的真空導(dǎo)入工藝(VIP)無(wú)法制作環(huán)狀或封閉狀復(fù)合材料制品問題的新方法。
背景技術(shù)：
在復(fù)合材料制作領(lǐng)域，如玻璃鋼制品的制作，在1950年就出現(xiàn)了真空導(dǎo)入制作工藝(Vacuum Infusion Process,簡(jiǎn)稱VIP),是在模具上鋪設(shè)“干”增強(qiáng)材料(玻璃纖維、碳纖維、夾心材料等復(fù)合材料的纖維層)，以及增加樹脂流動(dòng)性媒介一導(dǎo)流網(wǎng)以及便于脫模的脫 模布，然后鋪設(shè)真空袋將模具以及其內(nèi)的纖維層、導(dǎo)流網(wǎng)等覆蓋，通過抽真空裝置和真空袋內(nèi)預(yù)設(shè)的真空管道，抽去真空袋內(nèi)的氣體，在模具型腔內(nèi)形成負(fù)壓，當(dāng)負(fù)壓的壓力值達(dá)到工藝要求后，利用模具型腔的負(fù)壓，通過進(jìn)料管道將樹脂(通常是不飽和樹脂)吸入(導(dǎo)入)模具型腔內(nèi)，與增強(qiáng)材料接觸，讓樹脂浸潤(rùn)增強(qiáng)材料(纖維層)最后充滿整個(gè)模具型腔，制品固化后，揭去真空袋，去掉導(dǎo)流網(wǎng)以及殘存的脫模劑層，從模具上得到所需的玻璃鋼制品。該真空導(dǎo)入制作工藝，也稱為真空灌注、真空注射等，最早出現(xiàn)在上世紀(jì)的50年代。但現(xiàn)有技術(shù)中采用真空導(dǎo)入制作工藝制作復(fù)合材料制品時(shí)，只能制作開放式，SP能夠?qū)嵤┤斯や亴拥闹破?，如平面狀、半圓狀等產(chǎn)品，對(duì)環(huán)狀制品(中空?qǐng)A柱狀、中空矩形、中空的正六邊形、中空的正八邊形、中空的正十邊形、中空的正十二邊形等等)和封閉式制品(如筒狀物、罐狀物、球型制品等等)，封閉式制品是指一端封閉的筒狀物，或一端封閉加另一端收口的罐狀物、球型制品等物品，由于空間原因，無(wú)法在模具中直接實(shí)施鋪層，尤其是長(zhǎng)度較長(zhǎng)的環(huán)狀制品，只能分兩次各制作一半，然后將兩個(gè)半邊制品采用粘膠等粘結(jié)成一體。對(duì)于環(huán)狀玻璃鋼制品，采用兩次各制作一半，然后將兩個(gè)半邊制品采用粘膠等粘結(jié)的制作方式，首先是制作效率很低，基本上是三道工序，需要較多的工人，生產(chǎn)效率顯然不高；其次，增多了工序、耗費(fèi)了較多的原輔材料，相應(yīng)增加了制作成本；再次，需要粘膠進(jìn)行粘結(jié)，降低了環(huán)狀制品的整體強(qiáng)度，而且制品尺寸不能保障。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供一種反向鋪層真空導(dǎo)入法制作環(huán)狀或封閉狀制品的方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案反向鋪層真空導(dǎo)入法制作環(huán)狀或封閉狀制品的方法，其特征在于包括如下步驟
(O按照工藝要求，根據(jù)待制作制品的形狀和幾何尺寸，制作環(huán)狀或封閉狀外模，以及芯模；芯模的外形與外模內(nèi)腔形狀相適應(yīng)(大致一致)，尺寸小于環(huán)狀或封閉狀外模的內(nèi)腔，使得芯模連同全部鋪層完畢后，能置于外模的內(nèi)腔；芯?？梢杂萌魏尾馁|(zhì)的材料制作，包括充氣后的成型的氣袋等，甚至包括用于生產(chǎn)的真空袋充當(dāng)芯模。(2)按照工藝要求，準(zhǔn)備真空導(dǎo)入法需要的真空袋、導(dǎo)流網(wǎng)、脫模布、復(fù)合材料纖維層、抽真空管道和進(jìn)料管道；在芯模的表面首先敷設(shè)真空袋，在真空袋上依次導(dǎo)流網(wǎng)、脫模布和纖維層；并按照工藝要求，在真空袋內(nèi)設(shè)置抽真空管道、進(jìn)料管道、
(3)將完成鋪設(shè)層的芯模放置到外模的內(nèi)腔；
(4)將真空袋密封設(shè)置在外模上； (5)將抽真空管道與抽真空裝置連接，并封堵進(jìn)料管道；啟動(dòng)抽真空裝置，抽取真空袋內(nèi)的空氣,達(dá)到工藝要求的真空度；
(6)按照工藝要求準(zhǔn)備真空導(dǎo)入法需要的樹脂；達(dá)到要求的真空度后，將進(jìn)料管道的端頭放入樹脂內(nèi)，并打開進(jìn)料管道，由于負(fù)壓的作用，樹脂通過進(jìn)料管道被吸入真空袋內(nèi)，通過網(wǎng)孔狀導(dǎo)流網(wǎng)的導(dǎo)流作用，流入纖維層內(nèi)；樹脂浸潤(rùn)纖維層，并充滿真空袋與外模內(nèi)腔壁之間的整個(gè)型腔；
(7)達(dá)到工藝要求的固化時(shí)間后，打開外模，取出復(fù)合材料制品，得到與外模內(nèi)腔形狀尺寸相同的復(fù)合材料制品。進(jìn)一步的特征是，所述芯模用于輔助鋪層，芯模的外表面形狀和外模的內(nèi)腔形狀相適應(yīng)。所述芯模使用成型氣袋，或者成型真空袋，在袋內(nèi)充氣袋外鋪層，然后再與外模的內(nèi)壁密封設(shè)置，在抽真空的同時(shí)對(duì)成型氣袋，或成型真空袋充氣。所述環(huán)狀或封閉狀復(fù)合材料制品外模的內(nèi)腔形狀和環(huán)狀芯模的外表面形狀相同，同為中空?qǐng)A柱形，或中空矩形，或中空的正六邊形，或中空的正八邊形，或中空的正十邊形，或中空的正十二邊形，或中空封閉球形，或中空半封閉罐形，以及封閉的其他不規(guī)則形狀
坐寸O本發(fā)明的反向鋪層真空導(dǎo)入法制作環(huán)狀或封閉狀制品的方法(BJVIP)，具有如下特點(diǎn)，
I、能夠一次性制作環(huán)狀或封閉狀的復(fù)合材料制品，能夠?qū)崿F(xiàn)與現(xiàn)有真空導(dǎo)入工藝(VIP)制作的復(fù)合材料制品同等質(zhì)量，且成型效率大幅度提高，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。尤其在制作te狀物、球型制品等復(fù)合材料制品時(shí)，更能大幅度簡(jiǎn)化制作工序，大幅度提聞勞動(dòng)
生產(chǎn)率。2、制品的質(zhì)量更高；在真空環(huán)境下樹脂浸潤(rùn)纖維層，制品中的氣泡極少；制品中不留多余的樹脂，纖維的含量能達(dá)70%或以上，制品質(zhì)量更輕、強(qiáng)度更高。3、樹脂的用量可以精確預(yù)算，樹脂的損耗減少到最低程度，可以節(jié)約成本。4、樹脂分布均勻；在真空袋內(nèi)的氣體壓力是一致的，樹脂對(duì)纖維的浸潤(rùn)速度和含量趨于一致，樹脂得以均勻分布，能獲得穩(wěn)定質(zhì)量的制品。


圖I是環(huán)狀復(fù)合材料制品的第一種結(jié)構(gòu)主視圖。圖2是環(huán)狀玻璃鋼制品的第二種結(jié)構(gòu)主視圖。
圖3是環(huán)狀玻璃鋼制品的第三種結(jié)構(gòu)主視圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。本發(fā)明反向鋪層真空導(dǎo)入法制作環(huán)狀或封閉狀制品的方法(BJVIP)，其特征在于包括如下步驟
I、按照工藝要求，根據(jù)待制作制品的形狀和幾何尺寸，制作環(huán)狀或封閉狀外模，根據(jù)外模內(nèi)腔制作相應(yīng)的芯模，芯模的外形與外模內(nèi)腔形狀相適應(yīng)(大致一致)，尺寸小于外模的內(nèi)腔尺寸，使其在芯模全部鋪層完畢后剛好能置于外模的內(nèi)腔。
外模的內(nèi)腔壁要參與成型，是形成制品外部形狀的型腔。芯模的主要功能是為實(shí)現(xiàn)鋪層而增添的模具，它的外表面形狀要與外模內(nèi)腔盡可能一致(相適應(yīng))，間歇控制在剛好夠鋪層最好。2、按照工藝要求，準(zhǔn)備真空導(dǎo)入法需要的真空袋、導(dǎo)流網(wǎng)、脫模布、纖維層、抽真空管道和進(jìn)料管道；在芯模的表面首先敷設(shè)真空袋，在真空袋上依次設(shè)置導(dǎo)流網(wǎng)、脫模布和纖維層；并在真空袋內(nèi)設(shè)置抽真空管道、和進(jìn)料管道。3、將完成鋪層的芯模放置在外模的內(nèi)腔，最佳狀況是芯模鋪層后的外壁與外模內(nèi)腔緊貼，間隔很小，這樣能加快抽真空的進(jìn)程，提高生產(chǎn)效率。4、將真空袋密封在外模上，真空袋連同其內(nèi)的導(dǎo)流網(wǎng)、脫模布和纖維層與外模的內(nèi)壁(型腔的成型面)之間形成一個(gè)密封腔體。5、將抽真空管道與抽真空裝置連接，并封堵進(jìn)料管道；啟動(dòng)抽真空裝置，抽取真空袋內(nèi)的空氣(真空袋與外模內(nèi)壁之間的空氣)，達(dá)到要求的真空度。抽取真空袋內(nèi)的空氣后，真空袋連同纖維層緊貼在外模的內(nèi)壁上。6、按照工藝要求準(zhǔn)備真空導(dǎo)入法需要的樹脂；達(dá)到要求的真空度后，將進(jìn)料管道的端頭放入樹脂內(nèi)，并打開進(jìn)料管道，由于負(fù)壓的作用，樹脂通過進(jìn)料管道被吸入真空袋內(nèi)，通過網(wǎng)孔狀導(dǎo)流網(wǎng)的導(dǎo)流作用，流入纖維層內(nèi)；樹脂浸潤(rùn)纖維層，并充滿真空袋與外模之間的整個(gè)型腔；制品的厚度直接由纖維層的厚度確定。7、達(dá)到工藝要求的固化時(shí)間后，打開外模，取出復(fù)合材料制品，去掉芯摸、真空袋，導(dǎo)流網(wǎng)和脫模布，得到與外模內(nèi)腔形狀尺寸相吻合的復(fù)合材料制品。本發(fā)明的芯?？梢允侨魏尾牧现谱鞫?，在某些復(fù)合材料制品成型后無(wú)法取出硬質(zhì)芯模的場(chǎng)合，如一端封閉的筒狀物體，或一端封閉、另一端收口的罐狀物或球型物體制品中，芯?？梢允褂贸尚蜌獯洚?dāng)芯模，甚至可以做成成型真空袋，在袋內(nèi)充氣袋外鋪層，然后再密封設(shè)置到外模上，且在抽真空的同時(shí)對(duì)成型氣袋或成型真空袋充氣，有助于較快達(dá)到真空度，待復(fù)合材料制品固化成型后放掉袋內(nèi)氣體，能很便捷地取出真空袋、抽真空管道、進(jìn)料管道、導(dǎo)流網(wǎng)、脫模布等，尤其是能快速取出芯模；尤其適合制作筒狀物體、罐狀物或球型物體等制品。芯模采用成型真空袋對(duì)提高生產(chǎn)效率、降低輔料成本、降低制作難度、簡(jiǎn)化制作工序起到很好的作用。如圖1、2、3所示，圖I所示是一端封閉的筒狀物體，或一端封閉、另一端半封閉(收口)狀的罐體，或球形物體的剖視圖，圖2所示是矩形環(huán)狀制品，其一端敞開或者封閉，或者一端封閉、另一端半封閉(收口)，圖3所示的八角形環(huán)狀制品，都是中空的，厚度較薄，采用本發(fā)明的方法，都能一次成型，而且制品的厚度均勻，成型質(zhì)量高，節(jié)省原材料。本發(fā)明是申請(qǐng)人——重慶博巨玻璃鋼有限公司在傳統(tǒng)的真空導(dǎo)入法基礎(chǔ)上創(chuàng)新而得，簡(jiǎn)稱為BJVIP (B0JU Vacuum Infusion Process),其鋪層順序與原有真空導(dǎo)入工藝(VIP)截然相反，所以稱為它反向鋪層真空導(dǎo)入法(BJVIP)。最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中?！?br> 權(quán)利要求
1.反向鋪層真空導(dǎo)入法制作環(huán)狀或封閉狀制品的方法，其特征在于包括如下步驟 (1)制作外模和芯模按照工藝要求，根據(jù)待制作制品的形狀和幾何尺寸，制作環(huán)狀或封閉狀外模以及芯模，芯模的外形尺寸小于外模內(nèi)腔的內(nèi)徑，在全部鋪層完成后芯模能整體放入外模的內(nèi)腔內(nèi)； (2)在芯模上反向鋪層按照工藝要求，準(zhǔn)備真空導(dǎo)入法需要的真空袋、導(dǎo)流網(wǎng)、脫模布、復(fù)合材料纖維層、抽真空管道和進(jìn)料管道；在芯模的表面上按與真空導(dǎo)入鋪層工藝的反向順序進(jìn)行鋪層，首先敷設(shè)真空袋，在真空袋上依次鋪設(shè)導(dǎo)流網(wǎng)、脫模布和纖維層；并按照工藝要求，在真空袋內(nèi)設(shè)置抽真空管道和進(jìn)料管道； (3)將鋪設(shè)好的芯模放置在外模內(nèi)腔內(nèi)； (4)將真空袋密封在外模上； (5)將抽真空管道與抽真空裝置連接，并封堵進(jìn)料管道的端頭；啟動(dòng)抽真空裝置，抽取真空袋內(nèi)的空氣,達(dá)到工藝要求的真空度； (6)按照工藝要求準(zhǔn)備真空導(dǎo)入法需要的樹脂；達(dá)到要求的真空度后，將進(jìn)料管道的端頭放入樹脂內(nèi)并打開進(jìn)料管道，由于負(fù)壓的作用，樹脂通過進(jìn)料管道被吸入真空袋內(nèi)，通過網(wǎng)孔狀導(dǎo)流網(wǎng)的導(dǎo)流作用，流入纖維層內(nèi)；樹脂浸潤(rùn)纖維層，并充滿真空袋與外模間的整個(gè)型腔； (7)達(dá)到工藝要求的固化時(shí)間后，打開外模，取出復(fù)合材料制品，依次去掉芯摸、真空袋，導(dǎo)流網(wǎng)和脫模布，得到與外模內(nèi)腔形狀和尺寸相同的復(fù)合材料制品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的反向鋪層真空導(dǎo)入法制作環(huán)狀或封閉狀制品的方法，其特征在于，所述芯模用于輔助鋪層，芯模的外表面形狀和外模的內(nèi)腔形狀相適應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的反向鋪層真空導(dǎo)入法制作環(huán)狀或封閉狀制品的方法，其特征在于，所述芯模使用成型氣袋，或者成型真空袋，在袋內(nèi)充氣袋外鋪層，然后再與外模的內(nèi)壁密封設(shè)置，在抽真空的同時(shí)對(duì)成型氣袋，或成型真空袋充氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的反向鋪層真空導(dǎo)入法制作環(huán)狀或封閉狀制品的方法，其特征在于，所述環(huán)狀或封閉狀制品外模的內(nèi)腔形狀和芯模的外表面形狀相同，同為中空?qǐng)A柱形，或中空矩形，或中空的正六邊形，或中空的正八邊形，或中空的正十邊形，或中空的正十二邊形。
全文摘要
本發(fā)明公開了反向鋪層真空導(dǎo)入法制作環(huán)狀或封閉狀制品的方法，解決了原真空導(dǎo)入法(VIP)在環(huán)狀或封閉狀制品中無(wú)法實(shí)施鋪層的工藝問題。本方法設(shè)置外模和芯模，芯模的外形小于外模，能置于外模的內(nèi)腔，在芯模的表面首先敷設(shè)真空袋，在真空袋上依次鋪設(shè)抽真空管、進(jìn)料管、導(dǎo)流網(wǎng)、脫模布和纖維層，將鋪層完畢的芯摸放入外模中，將真空袋粘貼密封在外模上；抽取真空袋內(nèi)的空氣，打開進(jìn)料管道使樹脂通過進(jìn)料管道被吸入真空袋內(nèi)，樹脂浸潤(rùn)纖維層得到制品。本發(fā)明的制作方法，能夠一次制作環(huán)狀或封閉狀的復(fù)合材料制品，保持了與真空導(dǎo)入工藝加工的制品同等的品質(zhì)，且成型效率大幅度提高，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率；制品的質(zhì)量更高、強(qiáng)度更高。
文檔編號(hào)B29C70/34GK102896781SQ20121045590
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者黃駿 申請(qǐng)人:重慶博巨玻璃鋼有限公司