復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展和社會的進(jìn)步，對于工業(yè)制造中應(yīng)用于汽車、輪船、飛機(jī)以及軌道車輛上的零部件的輕量化要求，對于工業(yè)制造中應(yīng)用于家具上的零部件、以及應(yīng)用在模型玩具上的零部件的輕量化要求，越來越突顯出來。
[0003]然而現(xiàn)有技術(shù)中，工業(yè)制造上的零部件通常采用鋁合金材料進(jìn)行制造而得，鋁合金雖然比鋼鐵合金輕便，然而依舊無法滿足工業(yè)制造上的零部件輕量化的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)的制造方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的工業(yè)制造上的零部件通常采用鋁合金材料進(jìn)行制造而得，無法滿足工業(yè)制造上的零部件輕量化的要求的題。
[0005]本發(fā)明的一方面提供一種復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)，包括:
[0006]連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，以及短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料；
[0007]所述短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，包覆在所述連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的外圍。
[0008]如上所述的結(jié)構(gòu)中，所述連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的形狀為第一預(yù)設(shè)形狀；所述短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的形狀為與所述第一預(yù)設(shè)形狀相匹配的第二預(yù)設(shè)形狀。
[0009]如上所述的結(jié)構(gòu)中，所述第一預(yù)設(shè)形狀包括規(guī)則形狀或不規(guī)則形狀。
[0010]如上所述的結(jié)構(gòu)中，所述連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的截面厚度小于所述短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的截面厚度。
[0011 ] 如上所述的結(jié)構(gòu)中，還包括:
[0012]設(shè)置在所述復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)表面的連接部。
[0013]本發(fā)明的另一方面提供一種復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)的制造方法，包括:
[0014]對連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料進(jìn)行預(yù)處理；
[0015]將短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，包覆住預(yù)處理后的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。
[0016]如上所述的方法中，所述對連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料進(jìn)行預(yù)處理，將短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，包覆住預(yù)處理后的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，包括:
[0017]對所述連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料進(jìn)行固化成型處理，形成預(yù)設(shè)第一形狀的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料；
[0018]將第一層短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料鋪設(shè)在模具陰模的底部；
[0019]將所述預(yù)設(shè)第一形狀的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料鋪設(shè)在所述第一層短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料上；
[0020]將第二層短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料鋪設(shè)在所述預(yù)設(shè)第一形狀的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料上，其中，所述第一層短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的寬度以及所述第二層短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的寬度，大于所述預(yù)設(shè)第一形狀的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的寬度；
[0021]對所述模具陰模和模具陽模進(jìn)行預(yù)熱處理；
[0022]采用預(yù)熱處理后的模具陽模對所述第二層短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料加壓；
[0023]在所述模具陰模和所述模具陽模冷卻之后，形成所述第一層短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料和所述第二層短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料以與所述第一預(yù)設(shè)形狀相匹配的第二預(yù)設(shè)形狀，包覆在所述預(yù)設(shè)第一形狀的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的外圍的復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)。
[0024]如上所述的方法中，所述對連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料進(jìn)行預(yù)處理，將短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，包覆住預(yù)處理后的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，包括:
[0025]對所述連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料進(jìn)行固化成型處理，形成預(yù)設(shè)第一形狀的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料；
[0026]將所述預(yù)設(shè)第一形狀的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料定位在注塑工藝模具腔體的中心位置；
[0027]擠出注塑機(jī)將所述短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料從所述注塑工藝模具的進(jìn)料口注入到所述注塑工藝模具的腔體中，直至所述短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料填充滿所述注塑工藝模具的腔體；
[0028]對所述注塑工藝模具進(jìn)行冷卻處理，形成所述短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料以所述注塑工藝模具的腔體形狀包覆在所述預(yù)設(shè)第一形狀的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的外圍的復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)。
[0029]如上所述的方法中，所述對連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料進(jìn)行預(yù)處理，將短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，包覆住預(yù)處理后的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，包括:
[0030]將所述連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料置于第一預(yù)成型模具的腔體中；
[0031]利用所述第一預(yù)成型模具對所述連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料進(jìn)行模壓成型處理；
[0032]對模壓成型處理后的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料進(jìn)行修剪，形成預(yù)設(shè)第一形狀的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料；
[0033]將所述預(yù)設(shè)第一形狀的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，置于第二預(yù)成型模具的腔體的中心位置；
[0034]將所述短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料從所述第二預(yù)成型模具的注入口注入到所述第二預(yù)成型模具的腔體中，直至所述短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料填充滿所述第二預(yù)成型模具的腔體；
[0035]對所述第二預(yù)成型模具進(jìn)行加壓處理和冷卻處理，形成所述短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料以所述第二預(yù)成型模具的腔體形狀包覆在所述預(yù)設(shè)第一形狀的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的外圍的復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)。
[0036]本發(fā)明的技術(shù)效果是:提供一種由連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，以及短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料構(gòu)成的復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)，其中短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料包覆在連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的外圍。從而使得該復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)相比較于鋁合金材料具有較小的重量，可以滿足工業(yè)制造上的零部件輕量化的要求；該復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)具有高比強(qiáng)、高比模、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、阻尼減震性的性能；同時，外圍包覆的短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料易于通過模壓成型工藝或者注塑成型工藝進(jìn)行復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)的外形制作，從而復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)的外形制作效率高，并且降低了復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)的外形制作的成本。
【附圖說明】
[0037]圖1為本發(fā)明實施例一提供的復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖2為本發(fā)明實施例二提供的復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)的制造方法的流程圖；
[0039]圖3為本發(fā)明實施例三提供的復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)的制造方法的流程圖；
[0040]圖4為本發(fā)明實施例三的步驟201執(zhí)行過程中預(yù)設(shè)第一形狀的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的剖面示意圖；
[0041]圖5為本發(fā)明實施例三的步驟204執(zhí)行過程中復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；
[0042]圖6為本發(fā)明實施例三的步驟204執(zhí)行過程中模具陽模的剖面示意圖；
[0043]圖7為本發(fā)明實施例三的步驟205執(zhí)行過程中復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；
[0044]圖8為本發(fā)明實施例四提供的復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)的制造方法的流程圖；
[0045]圖9為本發(fā)明實施例四的步驟301執(zhí)行過程中預(yù)設(shè)第一形狀的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的剖面示意圖；
[0046]圖10為本發(fā)明實施例四的步驟302執(zhí)行過程中的注塑工藝模具和擠出注塑機(jī)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖11為本發(fā)明實施例四的步驟303執(zhí)行過程中復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；
[0048]圖12為本發(fā)明實施例五提供的復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)的制造方法的流程圖；
[0049]圖13為本發(fā)明實施例五的步驟401執(zhí)行過程中的第一預(yù)成型模具的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050]圖14為本發(fā)明實施例五的步驟402執(zhí)行過程中的第一預(yù)成型模具的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051]圖15為本發(fā)明實施例五的步驟403執(zhí)行過程中的第一預(yù)成型模具的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052]圖16為本發(fā)明實施例五的步驟403執(zhí)行過程中的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053]圖17為本發(fā)明實施例五的步驟404執(zhí)行過程中的第二預(yù)成型模具的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054]圖18為本發(fā)明實施例五的步驟405執(zhí)行過程中的第二預(yù)成型模具的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0055]圖19為本發(fā)明實施例五的步驟406執(zhí)行過程中的第二預(yù)成型模具的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0056]圖20為本發(fā)明實施例五的步驟406執(zhí)行過程中的復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0057]附圖標(biāo)記:
[0058]1-復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)3.短增強(qiáng)復(fù)合材料4-模具陰模
[0059]“騏陽模卜注霞C藝模具7-擠出麵機(jī)8-第一預(yù)成型觀
[0060]
[0061]9-第二預(yù)成型模具
【具體實施方式】
[0062]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0063]圖1為本發(fā)明實施例一提供的復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本實施例的復(fù)合材料集成結(jié)構(gòu)1，包括:
[0064]連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料2，以及短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料3 ;
[0065]短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料3，包覆在連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料2的外圍。
[0066]在本實施例中，具體的，連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料2由預(yù)浸料層鋪熱壓成型的制造工藝，或者由織物預(yù)制體樹脂轉(zhuǎn)移模塑成型的制造工藝制造而得；連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料2具有優(yōu)異的力學(xué)性能，并且具有可設(shè)計性，同時相比較于鋁合金材料具有較小的重量；但是，在復(fù)雜結(jié)構(gòu)構(gòu)件的模具中完全鋪設(shè)連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料2，去形成只有連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料2的工業(yè)零部件，耗費時間，并增加零部件的制造成本。短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料3由短切預(yù)浸料模壓成型的制造工藝，或者由熱塑性粒料注塑成