本發明涉及一種復合材料成型方法技術領域，尤其涉及一種熱壓罐成型碳纖維制品的工藝方法。
背景技術：
復合材料熱壓罐成型工藝是生產航空航天高質量的先進樹脂基復合材料制品的主要方法，適合多種材料的生產，只要是固化周期、壓力和溫度在熱壓罐的極限范圍之內的復合材料都能生產。另外一個優點是它對復合材料制件加壓的靈活性強，既可加壓又可抽真空，可滿足除去溶劑等小分子、壓實預浸料等要求。
熱壓罐成型工藝主要有預浸料鋪貼、固化、脫模等流程，其中預浸料鋪貼的過程中需要進行預壓實，排除預浸料中的氣體；固化過程中既要繼續排除預浸料中的氣體，又要防止樹脂被輔助材料吸走。
熱壓罐成型復合材料工藝中發生的主要物理和化學過程有：
1.樹脂的流動，使制件中的纖維被充分浸潤和各層預浸料準確到位。
2.纖維網絡的壓實，施加一定的壓力除去樹脂集體中的空隙，使復合材料中的纖維體積含量達到最大。
3.合理的熱傳遞過程以保證樹脂集體的充分固化。
傳統的熱壓罐工藝采用有孔隔離膜在預制體制備過程中排除預浸料中夾雜的氣體，采用無孔隔離膜和玻璃纖維在固化過程中繼續排除預浸料中的氣體，防止樹脂被吸走。本發明采用單向透氣膜取代無孔隔離膜、有孔隔離膜和玻璃纖維，既可以控制樹脂含量，又能提高導氣效果，單向透氣膜表面只需少量透氣氈即可，減少了架橋的幾率，提高了產品的成功率。
因此，現在有必要提供一種樹脂含量可控，導氣效果好、架橋的風險低且成功率高的熱壓罐成型碳纖維制品的工藝方法。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是，提供一種樹脂含量可控，導氣效果好、架橋的風險低且成功率高的熱壓罐成型碳纖維制品的工藝方法。
為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：熱壓罐成型碳纖維制品的工藝方法，包括以下步驟：將模具鋪層進行預壓實，再將鋪好的工藝組件放入熱壓罐，檢測真空氣密性，進行固化成型，再自然冷卻；其中預壓實是在模具上依次鋪放預浸料、脫模布、單向透氣膜、透氣氈和真空袋膜輔助材料；固化是在模具上依次鋪放預浸料、脫模布、單向透氣膜、透氣氈和真空袋膜輔助材料，進行固化，固化的溫度是60～200℃，固化的壓力是1～6bar，固化的時間是3～12h，得到碳纖維制品。
采用上述技術方案，采用單向透氣膜取代有孔隔離膜、無孔隔離膜及玻璃纖維三種輔助材料，既能把預浸料中的空氣導出，又可以保證預浸料中的樹脂不被輔助材料吸走，預壓實時使用的單向透氣膜在固化時可以繼續使用，玻璃纖維只能線性方向導出氣體，單向透氣膜可以整個面導出氣體，使得導氣效果顯著提高，無孔隔離膜上需要放置大量的透氣氈，增大了產品架橋的幾率，使用單向透氣膜上面只需少量透氣氈即可，有效降低架橋的風險，提高了產品的成功率，節省了原料；降低了成品；同時單向透氣膜取代傳統的有孔隔離膜達到導出預浸料中氣體，達到壓實預浸料的效果；單向透氣膜取代傳統的無孔隔離膜達到導出預浸料中氣體，防止樹脂被抽出的效果。
作為本發明的優選方案，固化的溫度是80～150℃，固化的壓力是3～5bar，固化的時間是5～10h。
本發明進一步改進在于，預壓實時使用的單向透氣膜在固化時可以繼續使用。玻璃纖維只能線性方向導出氣體，單向透氣膜可以整個面導出氣體，使得導氣效果顯著提高。
本發明進一步改進在于，所述模具的材質為鋼或鋁。
本發明進一步改進在于，該碳纖維為t300、t700、t800、im600或scf35s。
本發明進一步改進在于，所述工藝組件從下至上依次是預浸料、脫模布、單向透氣膜、透氣氈和真空袋膜，通過密封膠條將所述真空袋膜與所述膜具密封好，然后通過抽真空口進行抽真空，最后通過測真空口檢測真空氣密性。
本發明進一步改進在于，檢測真空氣密性的方法包括以下步驟：連接真空系統抽真空，保證真空度在920mbar以上，15min后關閉真空，5min內真空壓力下降超過50mbar，應檢查漏點重新進行密封，再進行檢測直到符合要求為止。
與現有技術相比，本發明具有的有益效果是：本發明能夠控制復合材料產品的樹脂含量，減少樹脂流出，增大了導氣面積，單向透氣膜表面只需少量透氣氈即可，減少了架橋的幾率，提高了產品的成功率最終保證復合材料制品的力學性能和成功率。
附圖說明
下面結合附圖進一步描述本發明的技術方案：
圖1是本發明的預壓實/固化輔助材料鋪放示意圖；
其中：1-模具；2-預浸料；3-可剝布；4-單向透氣膜；5-透氣氈；6-真空袋膜；7-測真空口；8-抽真空口；9-密封膠條。
具體實施方式
為了加深對本發明的理解，下面將結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細描述，該實施例僅用于解釋本發明，并不對本發明的保護范圍構成限定。
實施例1：如圖1所示，熱壓罐成型碳纖維制品的工藝方法，包括以下步驟：將模具預浸料鋪層進行預壓實，再將鋪好的工藝組件放入熱壓罐，檢測真空氣密性，進行固化成型，再自然冷卻；其中預壓實是在模具上依次鋪放預浸料、脫模布、單向透氣膜、透氣氈和真空袋膜輔助材料；固化是在模具上依次鋪放預浸料、脫模布、單向透氣膜、透氣氈和真空袋膜輔助材料，進行固化，固化的溫度是80℃，固化的壓力是5bar，固化的時間是10h；得到碳纖維制品；采用單向透氣膜取代有孔隔離膜、無孔隔離膜及玻璃纖維三種輔助材料，既能把預浸料中的空氣導出，又可以保證預浸料中的樹脂不被輔助材料吸走，預壓實時使用的單向透氣膜在固化時可以繼續使用，玻璃纖維只能線性方向導出氣體，單向透氣膜可以整個面導出氣體，使得導氣效果顯著提高，無孔隔離膜上需要放置大量的透氣氈，增大了產品架橋的幾率，使用單向透氣膜上面只需少量透氣氈即可，有效降低架橋的風險，提高了產品的成功率；同時單向透氣膜取代傳統的有孔隔離膜達到導出預浸料中氣體，達到壓實預浸料的效果；單向透氣膜取代傳統的無孔隔離膜達到導出預浸料中氣體，防止樹脂被抽出的效果；預壓實時使用的單向透氣膜在固化時可以繼續使用。玻璃纖維只能線性方向導出氣體，單向透氣膜可以整個面導出氣體，使得導氣效果顯著提高；所述模具的材質為鋼或鋁；該碳纖維為t300、t700、t800、im600或scf35s；所述工藝組件從下至上依次是預浸料、脫模布、單向透氣膜、透氣氈和真空袋膜，通過密封膠條將所述真空袋膜與所述膜具密封好，然后通過抽真空口進行抽真空，最后通過測真空口檢測真空氣密性；檢測真空氣密性的方法包括以下步驟：連接真空系統抽真空，保證真空度在920mbar以上，15min后關閉真空，5min內真空壓力下降超過50mbar，應檢查漏點重新進行密封，再進行檢測直到符合要求為止。
實施例2：如圖1所示，熱壓罐成型碳纖維制品的工藝方法，包括以下步驟：將模具預浸料鋪層進行預壓實，再將鋪好的工藝組件放入熱壓罐，檢測真空氣密性，進行固化成型，再自然冷卻；其中預壓實是在模具上依次鋪放預浸料、脫模布、單向透氣膜、透氣氈和真空袋膜輔助材料；固化是在模具上依次鋪放預浸料、脫模布、單向透氣膜、透氣氈和真空袋膜輔助材料，進行固化，固化的溫度是120℃，固化的壓力是3bar，固化的時間是8h；得到碳纖維制品；采用單向透氣膜取代有孔隔離膜、無孔隔離膜及玻璃纖維三種輔助材料，既能把預浸料中的空氣導出，又可以保證預浸料中的樹脂不被輔助材料吸走，預壓實時使用的單向透氣膜在固化時可以繼續使用，玻璃纖維只能線性方向導出氣體，單向透氣膜可以整個面導出氣體，使得導氣效果顯著提高，無孔隔離膜上需要放置大量的透氣氈，增大了產品架橋的幾率，使用單向透氣膜上面只需少量透氣氈即可，有效降低架橋的風險，提高了產品的成功率；同時單向透氣膜取代傳統的有孔隔離膜達到導出預浸料中氣體，達到壓實預浸料的效果；單向透氣膜取代傳統的無孔隔離膜達到導出預浸料中氣體，防止樹脂被抽出的效果；預壓實時使用的單向透氣膜在固化時可以繼續使用。玻璃纖維只能線性方向導出氣體，單向透氣膜可以整個面導出氣體，使得導氣效果顯著提高；所述模具的材質為鋼或鋁；該碳纖維為t300、t700、t800、im600或scf35s；所述工藝組件從下至上依次是預浸料、脫模布、單向透氣膜、透氣氈和真空袋膜，通過密封膠條將所述真空袋膜與所述膜具密封好，然后通過抽真空口進行抽真空，最后通過測真空口檢測真空氣密性；檢測真空氣密性的方法包括以下步驟：連接真空系統抽真空，保證真空度在920mbar以上，15min后關閉真空，5min內真空壓力下降超過50mbar，應檢查漏點重新進行密封，再進行檢測直到符合要求為止。
實施例3：如圖1所示，熱壓罐成型碳纖維制品的工藝方法，包括以下步驟：將模具預浸料鋪層進行預壓實，再將鋪好的工藝組件放入熱壓罐，檢測真空氣密性，進行固化成型，再自然冷卻；其中預壓實是在模具上依次鋪放預浸料、脫模布、單向透氣膜、透氣氈和真空袋膜輔助材料；固化是在模具上依次鋪放預浸料、脫模布、單向透氣膜、透氣氈和真空袋膜輔助材料，進行固化，固化的溫度是150℃，固化的壓力是1bar，固化的時間是5h；得到碳纖維制品；采用單向透氣膜取代有孔隔離膜、無孔隔離膜及玻璃纖維三種輔助材料，既能把預浸料中的空氣導出，又可以保證預浸料中的樹脂不被輔助材料吸走，預壓實時使用的單向透氣膜在固化時可以繼續使用，玻璃纖維只能線性方向導出氣體，單向透氣膜可以整個面導出氣體，使得導氣效果顯著提高，無孔隔離膜上需要放置大量的透氣氈，增大了產品架橋的幾率，使用單向透氣膜上面只需少量透氣氈即可，有效降低架橋的風險，提高了產品的成功率；同時單向透氣膜取代傳統的有孔隔離膜達到導出預浸料中氣體，達到壓實預浸料的效果；單向透氣膜取代傳統的無孔隔離膜達到導出預浸料中氣體，防止樹脂被抽出的效果；預壓實時使用的單向透氣膜在固化時可以繼續使用。玻璃纖維只能線性方向導出氣體，單向透氣膜可以整個面導出氣體，使得導氣效果顯著提高；所述模具的材質為鋼或鋁；該碳纖維為t300、t700、t800、im600或scf35s；所述工藝組件從下至上依次是預浸料、脫模布、單向透氣膜、透氣氈和真空袋膜，通過密封膠條將所述真空袋膜與所述膜具密封好，然后通過抽真空口進行抽真空，最后通過測真空口檢測真空氣密性；檢測真空氣密性的方法包括以下步驟：連接真空系統抽真空，保證真空度在920mbar以上，15min后關閉真空，5min內真空壓力下降超過50mbar，應檢查漏點重新進行密封，再進行檢測直到符合要求為止。
本發明不局限于上述特定實施方式，在不脫離上述基本技術思想的前提下做出的各種變形或修改，均落在本發明權利保護范圍之列。