本發(fā)明涉及一種碳纖維復合材料殼體成型方法。

背景技術：

目前復合材料制品的通用件之一殼體，采用濕法纏繞工藝成型。目前普遍使用合金材料制備，存在著強度、剛度相對不理想，重量過大的問題。隨著技術的發(fā)展與產品的重量需求，希望采用碳纖維復合材料代替原金屬結構，以充分發(fā)揮碳纖維復合材料高強度、重量輕的性能優(yōu)勢。

上述問題是在碳纖維復合材料殼體成型過程中應當予以考慮并解決的問題。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的是提供一種碳纖維復合材料殼體成型方法解決現有技術中存在的強度、剛度相對不理想，重量過大的問題。

本發(fā)明的技術解決方案是：

一種碳纖維復合材料殼體成型方法，包括以下步驟：

s1、根據殼體件內徑尺寸要求初步制造成型模具，成型模具尺寸精度走正公差；

s2、使用成型模具制備試制件，試制件固化完成后，對其內徑尺寸進行檢測；

s3、根據試制件內徑尺寸與要求尺寸之間的差值，對成型模具進行二次加工；

s4、使用二次加工后的成型模具進行正式件的制備；制備全過程保證纏繞張力、纏繞速度及固化制度工藝參數與試制件制備過程一致；

s5、根據要求，對殼體件外形尺寸進行機械加工，得到碳纖維復合材料殼體。

進一步地，碳纖維復合材料殼體為變內徑結構，碳纖維復合材料殼體內徑尺寸由模具確定，外形尺寸由機械加工確定。

進一步地，碳纖維復合材料殼體以熱固性樹脂為基體、碳纖維為增強體，其中熱固性樹脂基體的質量含量為30-35%，碳纖維復合材料殼體采用濕法纏繞工藝成型或干法纏繞工藝成型，成型模具采用鋼模具。

進一步地，碳纖維復合材料增強層為纖維纏繞角度0-90°的碳纖維復合材料增強層。

進一步地，碳纖維復合材料增強層為玻璃化轉變溫度大于或等于120℃的碳纖維復合材料增強層。

進一步地，碳纖維復合材料殼體的內徑φ1為100-120mm、內徑φ2為120-130mm、內徑φ3為130-140mm，碳纖維復合材料殼體的厚度為2-5mm、長度l1為10-50mm、長度l2為15-40mm、長度l3為150-500mm。

進一步地，成型模具包括模具金屬壁和模具芯軸，模具芯軸穿過模具金屬壁的中部，且模具芯軸的兩端分別設置在模具金屬壁外。

本發(fā)明的有益效果是：該種碳纖維復合材料殼體成型方法，所得碳纖維復合材料殼體，在各種工況下較原金屬殼體結構，其強度、剛度都有明顯的提高，在滿足性能要求的同時，減重達到10%-15%。成型模具采用普通鋼模具，通過二次加工形式，有效控制殼體件內徑要求的同時，降低了模具成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明碳纖維復合材料殼體的結構示意圖。

圖2為實施例中成型模具的結構示意圖。

其中：1-碳纖維復合材料殼體，2-模具金屬壁，3-模具芯軸。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。

實施例

一種碳纖維復合材料殼體1成型方法，包括以下步驟：

s1、根據殼體件內徑尺寸要求初步制造成型模具，成型模具尺寸精度走正公差；

s2、使用成型模具制備試制件，試制件固化完成后，對其內徑尺寸進行檢測；

s3、根據試制件內徑尺寸與要求尺寸之間的差值，對成型模具進行二次加工；

s4、使用二次加工后的成型模具進行正式件的制備；制備全過程保證纏繞張力、纏繞速度及固化制度工藝參數與試制件制備過程一致；

s5、根據要求，對殼體件外形尺寸進行機械加工，得到碳纖維復合材料殼體1。

該種碳纖維復合材料殼體1成型方法，所得碳纖維復合材料殼體1，在各種工況下較原金屬殼體結構，其強度、剛度都有明顯的提高，在滿足性能要求的同時，減重達到10%-15%。成型模具采用普通鋼模具，通過二次加工形式，有效控制殼體件內徑要求的同時，降低了模具成本。

實施例首先采用纖維纏繞工藝在金屬模具成型殼體的試制件，然后對試制件進行固化、脫模并檢測內徑尺寸，隨后根據試制件內徑尺寸與要求尺寸間的差值，對模具進行二次加工，最后纏繞制備正式制件，固化完成后，根據外形尺寸要求進行機械加工，得到碳纖維復合材料殼體1，如圖1。碳纖維復合材料殼體1的內徑φ1為100-120mm、內徑φ2為120-130mm、內徑φ3為130-140mm，碳纖維復合材料殼體1的厚度為2-5mm、長度l1為10-50mm、長度l2為15-40mm、長度l3為150-500mm。

碳纖維復合材料殼體1為變內徑結構，碳纖維復合材料殼體1內徑尺寸由模具確定，外形尺寸由機械加工確定。碳纖維復合材料增強層為纖維纏繞角度0-90°的碳纖維復合材料增強層。碳纖維復合材料增強層為玻璃化轉變溫度大于或等于120℃的碳纖維復合材料增強層。

如圖2，成型模具包括模具金屬壁2和模具芯軸3，模具芯軸3穿過模具金屬壁2的中部，且模具芯軸3的兩端分別設置在模具金屬壁2外。

該種碳纖維復合材料殼體1，殼體整體以熱固性樹脂為基體、碳纖維為增強體的碳纖維復合材料增強層，增強層采用碳纖維干法纏繞成型工藝或碳纖維濕法纏繞成型工藝制備而成，可以滿足該制品的強度、剛度及重量要求。

碳纖維復合材料增強層是以模具為內襯進行干法纏繞或濕法纏繞，控制碳纖維復合材料增強層中樹脂質量含量在30-35%之間，并保證該種碳纖維復合材料殼體1在70℃下性能穩(wěn)定。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明提供一種碳纖維復合材料殼體成型方法，根據殼體件內徑尺寸要求初步制造成型模具，成型模具尺寸精度走正公差；使用成型模具制備試制件，試制件固化完成后，對其內徑尺寸進行檢測；根據試制件內徑尺寸與要求尺寸之間的差值，對成型模具進行二次加工；使用二次加工后的成型模具進行正式件的制備；制備全過程保證工藝參數與試制件制備過程一致；根據要求，對殼體件外形尺寸進行機械加工，得到碳纖維復合材料殼體。該種碳纖維復合材料殼體成型方法，所得碳纖維復合材料殼體，其強度、剛度都有明顯的提高，在滿足性能要求的同時，減重達到10%?15%。成型模具采用普通鋼模具，通過二次加工形式，有效控制殼體件內徑要求的同時，降低了模具成本。

技術研發(fā)人員：張星星;林志明;張咪咪
受保護的技術使用者：江蘇恒神股份有限公司
技術研發(fā)日：2017.06.26
技術公布日：2017.09.05