預浸料模壓工藝是指借助溫度、壓力,在一定時間內(nèi)將預浸料鋪貼而成的預成型體壓制成型。此工藝成型速度快,設備要求簡單,操作簡單,與熱壓罐、VARI及OOA工藝相比,產(chǎn)品兩個面表觀質量皆優(yōu),尺寸穩(wěn)定性好,工藝過程易控制。
▲ 預浸料模壓工藝流程圖
模壓工藝四要素
1.溫度高低及均勻性:反映樹脂與固化劑的反應程度及反應位置均勻度,主要控制成型表面質量及固化程度;
2.壓力大小及均勻性:反映樹脂中空氣排出及流動效果,控制成型表面質量及力學性能
3.固化時間的長短:反映固化度,保證生產(chǎn)效率;
4.模具型腔厚度:反映產(chǎn)品厚度,根據(jù)碳纖維材料自身特殊性,設計合理的型腔厚度。
工藝適用性
預浸料模壓工藝理論上可制造任何結構的產(chǎn)品,產(chǎn)品結構若過于復雜,如倒扣、翻邊區(qū)域過多,導致模具成本及生產(chǎn)難度大幅增加,因此對于結構特別復雜的件適用性不強,但我們可以通過結構優(yōu)化或分塊設計+粘接方案制造復雜件。如下圖所示為華特碳纖制作的典型零部件預成形體:汽車前機蓋外板、內(nèi)板,結構相對簡單,有利于模壓成型。
▲ 前機蓋外板預成型體
▲ 前機蓋內(nèi)板預成型體
相關技術
1.多層裁切技術:多層預浸料一次性裁切;不同角度預浸料一次裁切,提高裁切效率。
2.熱進熱出技術:將模具直接加熱到固化溫度,將預成型體放入模具壓制成型,縮短成型時間,降低能耗。
3.凈尺寸成型技術:先將預成型體沖裁至凈尺寸,再放入凈尺寸模具中固化,減少切割工序。
工藝難點
復雜結構產(chǎn)品模具設計難度大:若產(chǎn)品存在大量倒扣、負角,造成模具制造難度加大,同時模具長期使用后,會導致鑲塊位置配合精度降低。因此在設計產(chǎn)品時,盡量避免倒扣或負角。
注意:外覆蓋件對產(chǎn)品表面質量要求很高,碳纖維素材件常見問題有:產(chǎn)品露紋理件白點;產(chǎn)品亂紋問題;表面針孔、缺膠問題等。綜其原因,預浸料中的固化劑混合不均勻或反應不完全;模具溫度不均勻;溫度與壓力配合不到位;模具設計加工不到位;成型過程未把控好;脫模劑起反應等。

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