本發(fā)明屬于管件制備，具體涉及一種復(fù)合材料異形中空管件的成型方法。

背景技術(shù)：

1、公開該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

2、軌道車輛上應(yīng)用有大量的中空管件，異形中空管件多由金屬焊接制成，隨著技術(shù)發(fā)展和車輛輕量化的要求，越來越多的管件采用復(fù)合材料制作。采用復(fù)合材料制作異形管件的制造工藝主要包括兩種：一種是在金屬陰模上分塊鋪貼成形，再將成形的各區(qū)域分塊進行裝配組合；另一種是使用芯模輔助成形，芯模種類包括金屬芯模、橡膠芯模、eps乳膠芯模和可溶性芯模等，不同芯模具有不同的優(yōu)勢和缺陷，總體來看制造工序繁多，成型周期長、制造成本較高。

3、申請?zhí)枮?019103291834的中國專利提供了一種利用形狀記憶材料制備芯模，在芯模上鋪貼預(yù)浸料后放置于剛性模具中，加壓固化的復(fù)合材料異型管成型方法。但是其制備的芯模需要設(shè)置有堵頭和充氣管，并向芯模內(nèi)部充氣。當(dāng)芯模為異形結(jié)構(gòu)，或者各個位置不等厚，甚至需要設(shè)置尖角時，氣密性要求無疑增加了制備芯模的難度。并且由于3d打印和材料技術(shù)的局限性，打印大型芯模時，外表面曲率過大的部位在打印臺面上只能采用點支撐，難以固定在打印臺面上，即使增加支撐結(jié)構(gòu)仍然難以達到目標精度，影響了在異形中空管件中的應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合材料異形中空管件的成型方法，以形狀記憶高分子聚合物(smp)制作芯模，在芯模外側(cè)鋪貼多層預(yù)浸料，鋪貼過程中抽真空，之后在芯模中填充氣囊，整體在剛性外模中加壓成型，提高了復(fù)合材料的異形中空結(jié)構(gòu)一體成型的效率的問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

3、一種復(fù)合材料異形中空管件的成型方法，包括以下步驟：

4、s1、使用smp材料制備芯模；

5、s2、在芯模外鋪貼預(yù)浸料，每鋪貼設(shè)定的層數(shù)，放置到真空袋中抽真空；

6、s3、在芯模中放置氣囊，將整個裝置放置到剛性模具中，合模后向氣囊中充氣至設(shè)定的氣壓，之后加熱固化；

7、s4、將帶有芯模的產(chǎn)品從剛性模具中脫出后，均勻加熱至smp材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上，脫除軟化后的芯模，獲得產(chǎn)品。

8、本發(fā)明的有益效果為：

9、本發(fā)明利用smp形狀記憶聚合物，能夠利用3d打印技術(shù)制備高精度的形狀結(jié)構(gòu)。smp形狀記憶聚合物在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下具有剛性，能夠作為芯模支撐預(yù)浸料的鋪貼，在芯模中放置氣囊后，能夠憑借氣囊支撐芯模的外形，使芯模在加熱固化過程中即使被加熱到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上仍能保持固定的輪廓，與剛性外模共同實現(xiàn)產(chǎn)品的成形。在鋪貼過程中，通過抽真空操作排出預(yù)浸料的層間氣泡，以降低產(chǎn)品側(cè)壁的缺陷。整個過程在保證芯模的內(nèi)部支撐效果的前提下減少模具操作步驟，能夠降低產(chǎn)品制造過程的復(fù)雜程度，提高生產(chǎn)效率。

技術(shù)特征：

1.一種復(fù)合材料異形中空管件的成型方法，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料異形中空管件的成型方法，其特征在于，所述芯模為殼狀結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品零件線外厚度為平面壁厚的1.5～2倍。

3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料異形中空管件的成型方法，其特征在于，

4.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料異形中空管件的成型方法，其特征在于，

5.如權(quán)利要求4所述的復(fù)合材料異形中空管件的成型方法，其特征在于，

6.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料異形中空管件的成型方法，其特征在于，

7.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料異形中空管件的成型方法，其特征在于，

8.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料異形中空管件的成型方法，其特征在于，

9.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料異形中空管件的成型方法，其特征在于，

10.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料異形中空管件的成型方法，其特征在于，還包括步驟s5、將芯模放入回形模中，在芯模中放置氣囊，在高于smp材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度充氣回形，之后冷卻至常溫。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料異形中空管件的成型方法，屬于管件制備技術(shù)領(lǐng)域。制備方法包括以下步驟：S1、使用SMP材料制備芯模；S2、在芯模外鋪貼預(yù)浸料，每鋪貼設(shè)定的層數(shù)，放置到真空袋中抽真空；S3、在芯模中放置氣囊，將整個裝置放置到剛性模具中，合模后向氣囊中充氣至設(shè)定的氣壓，之后加熱固化；S4、將帶有芯模的產(chǎn)品從剛性模具中脫出后，均勻加熱至SMP材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上，脫除軟化后的芯模，獲得產(chǎn)品。在芯模中放置氣囊后，能夠憑借氣囊支撐芯模的外形，使芯模在加熱固化過程中即使被加熱到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上仍能保持固定的輪廓，與剛性外模共同實現(xiàn)產(chǎn)品的成形。

技術(shù)研發(fā)人員：馮巖,鄭凱,趙英男,韓沛,呂淑揚,劉天偉,趙忠博
受保護的技術(shù)使用者：中車成型科技（青島）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17