一种RTM产品及其制备方法

摘要

本发明提供了一种RTM产品，包括纤维布铺层，其特征在于，所述纤维布铺层内包含有三维夹芯编织织物；三维夹芯编织织物依次排列为致密正交纤维布层、竖向蓬松纤维层和致密正交纤维布层；三维夹芯编织织物置于所述纤维布铺层的中间。本发明本专利的有益效果是RTM成型工艺中3D布的使用，既可以避免异型件铺层设计时出现局部过薄或过厚的情况，又可以提高异型件产品的成功率，减小因铺层设计不合理造成的对产品的影响，使得采用RTM成型工艺制备的板材的质量能够达到最佳水平。

权利要求

1.一种RTM产品，所述产品为非等厚度的异型件，包括纤维布铺层，其特征在于，所述纤维布铺层内包含有三维夹芯编织织物；所述三维夹芯编织织物置于所述纤维布铺层的中间；

所述三维夹芯编织织物为依次排列的致 密正交纤维布层、竖向蓬松纤维层和致密正交纤维布层；所述纤维布铺层的厚度为10.75 mm；所述三维夹芯编织织物的成型厚度为 

0.5-2mm。

2.一种RTM产品的制备方法，所述产品为非等厚度的异型件，包括纤维布铺层步骤，其特征在于，所述纤维布铺层步骤还含有一个三维夹芯编织织物铺层步骤；所述三维夹芯编织织物置于所述纤维布铺层的中间； 所述三维夹芯编织织物为依次排列的致密正交纤维布层、竖向蓬松纤维层和致密正交纤维布层；所述纤维布铺层的厚度为10.75 mm；所述三维夹芯编织织物的成型厚度为0.5-2mm。

说明书

一种RTM产品及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明所属技术领域涉及三维夹芯织物在RTM工艺中的应用。

背景技术

[0002] 先进树脂增强纤维复合材料具有优异的性能，应用前景广阔，广泛应用于航空、航天、船舶、汽车、高铁等领域，而该类材料各类成型工艺中，RTM成型工艺具有成型制品修整量小、尺寸精度高、产品质量稳定、生产效率高等优势，在异型批量产品中，为首选成型工艺。

[0003] RTM成型工艺是先将增强织物置于模具中形成一定的形状，再闭合模具，并将树脂注射进入模具、浸渍纤维并固化的一种复合材料生产工艺，是FRP的主要成型工艺之一。其最大特点是为闭模操作系统，产品后加工量小，生产效率高，尺寸精度高。但是，在成型非等厚度均匀分布的异型件时，各位置纤维层数与产品厚度直接相关，而对于异型件，制品厚度非均匀状态，呈曲面逐步过渡状态，纤维铺敷设计很难控制精度，容易导致局部纤维铺敷过多，纤维布层间挤压过紧，导致树脂难以渗透，即形成干区，或局部纤维量过少，纤维下陷，表面层纯树脂富积，即形成富胶区，而纯树脂强度差，易碎裂，影响产品整体性能。

发明内容

[0004] 本专利解决其技术问题是：按照RTM成型工艺要求，清理模具，新的铺层设计出厚度缓冲层，避免因局部纤维布铺层过厚或是过薄时，形成干区或富胶区，从而影响产品质量。

[0005] 同时提供一种解决上述问题的新工艺。

[0006] 本实用新型的技术方案是：

[0007] 一种RTM产品，包括纤维布铺层，其特征在于，所述纤维布铺层内包含有三维夹芯编织织物。

[0008] 进一步地，上述三维夹芯编织织物依次排列为致密正交纤维布层、竖向蓬松纤维层和致密正交纤维布层。

[0009] 进一步地，上述三维夹芯编织织物置于所述纤维布铺层的中间。

[0010] 进一步地，上述三维夹芯编织织物蓬松状态下厚度为2mm，压缩状态下厚度在0.5～2.0mm。

[0011] 一种RTM产品的制备方法，包括纤维布铺层步骤，纤维布铺层步骤还含有一个三维夹芯编织织物铺层步骤。

[0012] 进一步地，上述步骤中三维夹芯编织织物为依次排列的致密正交纤维布层、竖向蓬松纤维层和致密正交纤维布层。

[0013] 进一步地，上述步骤中三维夹芯编织织物置于所述纤维布铺层的中间。

[0014] 进一步地，上述蓬松状态下厚度为2mm，压缩状态下厚度在0.5～2.0mm。

[0015] 本专利的有益效果是，RTM成型工艺中三维夹芯编织织物的使用，既可以避免异型件铺层设计时出现局部过薄或过厚的情况，又可以提高异型件产品的成功率，减小因铺层设计不合理造成的对产品的影响，使得采用RTM成型工艺制备的板材的质量能够达到最佳水平。

附图说明

[0016] 图1是现有技术的异型件常规铺层方案示意图；

[0017] 图2 是本发明的异型件常规铺层方案示意图；

[0018] 图3 是本发明的三维夹芯编织织物的实物照片图；

[0019] 图4是本发明的三维夹芯编织织物的结构示意图；

[0020] 图中标记：1-模具；  2-纤维布； 3-三维夹芯编织织物；

[0021] 301-致密正交纤维布层； 302-竖向蓬松纤维层。

具体实施方式

[0022] 下面结合附图对本发明作进一步说明。

[0023] 如图1所示为现有技术的异型件常规铺层方案，按RTM工艺要求清理好模具1，根据铺层设计要求，在模具上铺敷好纤维布2，当成型厚度不均匀分布的异型件时，各布层不可能完美的适合产品各处尺寸；

[0024] 当局部纤维布2铺层过厚时，树脂浸润性差，便出现干斑、干区；

[0025] 当局部纤维布铺层过薄时，树脂含量过高，出现富胶区；

[0026] 而无论是干区还是富胶区，树脂与纤维的配比失衡，都会严重影响最终RTM产品的质量，使其性能变差。

[0027] 参见图2，本发明正是基于图1中现有技术的各种不足，在RTM成型工艺过程中,引用3D布（即三维夹芯编织织物）。

[0028] 三维夹芯编织织物3由两层致密正交纤维布层301和一层竖向蓬松纤维层302构成，其中竖向蓬松纤维层302置于中间。

[0029] 参见图3、图4，利用三维夹芯编织织物3本身可在一定程度上压缩变形的特性，在非等厚度的异型件铺层时，可作为纤维布的缓冲区域，避免因纤维布局部铺层过厚或过薄，出现干区或是富胶区。

[0030] 具体地，下面以常用的单层厚度为0.25mm一款纤维布2，异型件最厚的地方是12mm的铺层为例作为说明：

[0031] 按现有技术铺层，理论上12mm上下应铺纤维布2为24层。但对于异型件，制品厚度非均匀状态，呈曲面逐步过渡状态，过渡状态纤维铺敷设计实际很难控制，纤维布局部铺层难免过厚或过薄，这样容易出现干区或是富胶区。

[0032] 而本发明该根据相应铺层设计，上下铺纤维布2分别为21层、22层（共43层，10.75mm厚），中间使用三维夹芯编织织物3，厚度为1.5mm。。

[0033] 三维夹芯编织织物3在自由蓬松状态下厚度是2mm，但由于其本身可在一定程度上压缩变形，最低压缩厚度为0.5mm，其成型厚度实际上可以是0.5-2mm；

[0034] 也就是说理论上当3D布达到最低成型厚度0.5mm时，纤维布2还可以再铺敷3层，而当3D布达到最高成型厚度2mm时，纤维布2还可以少铺敷3层，即实际上，纤维布2铺敷层数在40-46层区间时均合格，在常规铺层设计的基础上43层，多铺1-3层或少铺1-3层纤维布均为合格，给予了一定的缓冲空间，即使在设计铺层时有局部纤维铺层过多或过少，只要还在3D布的成型厚度缓冲区域内，就可有效避免干区或是富胶区的出现，大大提高异型件产品的成功率。

[0035] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。