碳纤维异形曲面热压成型方法与流程

1.本发明涉及一种汽车装饰件制作方法，特别涉及一种碳纤维异形曲面热压成型方法。


背景技术：

2.由于碳纤维材料具有重量轻，强度高等特点，目前汽车内饰常采用碳纤维材料进行包覆制作，使得汽车内饰长期使用不易磨损、老化，且外形美观、整体弹性好，人体接触时触感舒适。
3.目前汽车碳纤维内饰在制作过程中都是先将中板和碳纤维料片通过裁切形成大小一致的料片，然后将中板和碳纤维料片叠在一起后放入热压模具内进行热压成型。此热压成型工艺只适合用于形状简单，产品起伏较小的扁平结构的中板与碳纤维编织材料的成型。当成型产品在起伏角度过大或形状复杂时，在热压过程中由于碳纤维编织材料与中板热胀冷缩系数不一致，导致碳纤维编织材料与中板弯曲后尺寸不一致，因而碳纤维编织材料在成型后会产生皱折、纹理变形、炸毛等不良现象。


技术实现要素：

4.为了克服上述缺陷，本发明提供了一种碳纤维异形曲面热压成型方法，该碳纤维异形曲面热压成型方法能够保证碳纤维编织材料与中板热压成型任何形状都平整、美观。
5.本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种碳纤维异形曲面热压成型方法，包括以下步骤：
6.步骤一：将中板、胶膜、碳纤维专用纤维纸和碳布按照设计尺寸进行裁切成片材；
7.步骤二：将中板片材放入热压成型模具内进行热压成型，形成一个具有异形曲面的中板层壳体；
8.步骤三：胶膜、碳纤维专用纤维纸和碳布按顺序用订书机装订在一起形成碳纤维层；
9.步骤四：将步骤三中装订好的碳纤维层敷在中板层壳体表面上，且碳纤维层的胶膜与中板层壳体表面接触；
10.步骤五：将碳纤维层和中板层边缘用订书钉沿中板层壳体形状进行装订；
11.步骤六：将装订在一起的中板层外壳与碳纤维层放置在热压模具中进行二次热压成型。
12.作为本发明的进一步改进，所述中板层为木皮层。
13.作为本发明的进一步改进，在步骤二中，中板片材在热压成型模具内进行热压成型时，热压温度为125℃，热压压力为85bar，热压时间为80s。
14.作为本发明的进一步改进，步骤三中对胶膜、碳纤维专用纤维纸和碳布进行装订时，保证胶膜、碳纤维专用纤维纸和碳布边缘对齐。
15.作为本发明的进一步改进，步骤五中对碳纤维层与中板层壳体边缘进行装订时，
位于中板层壳体异形曲面转角处的碳纤维层与中板层壳体边缘必须进行装订。
16.作为本发明的进一步改进，在步骤六中，中板层外壳与碳纤维层装订后形成的一体结构在热压模具内热压成型时，热压温度为150℃，热压压力为85bar，热压时间为180s。
17.作为本发明的进一步改进，步骤四之前任意步骤对碳纤维专用纤维纸和碳布表面喷涂定型剂。
18.作为本发明的进一步改进，还设有以下步骤：
19.步骤七：将二次热压成型的产品放在裁切设备上进行定位，由裁切设备按照设计尺寸对中板层外壳与碳纤维层边缘进行裁切。
20.作为本发明的进一步改进，所述步骤三和步骤五中用订书机对碳纤维层以及对碳纤维层和中板层壳体进行装订时，装订位置均位于成品有效范围以外的边缘区域，在步骤七中进行裁切时，将装订位置及其上的订书钉裁切去除。
21.本发明的有益效果是：本发明先通过热压成型工艺形成具有异形曲面的中板层壳体，然后再将碳纤维层装订后敷在中板层壳体表面，并将中板与碳纤维层进行再次装订，最后再进行一次热压成型使得碳纤维层与中板层结合在一起，通过两次热压热压成型形成具有碳纤维表面的产品，该工艺避免了碳纤维层与中板层因为热胀冷缩系数不同导致碳纤维在中板层表面产生皱折、纹理变形、炸毛等不良现象，使得成品碳纤维层与中板层结合紧密、平整，外观美观。
附图说明
22.图1为本发明的流程图；
23.图2为中板片材热压成型得到的中板层壳体结构原理示意图；
24.图3为中板层外壳与碳纤维层二次热压成型得到的产品结构原理示意图；
25.图4为对中板层外壳与碳纤维层边缘进行裁切得到的成品结构原理示意图。
26.中板层外壳
‑‑‑
1碳纤维层
‑‑‑2具体实施方式
27.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
28.实施例：一种碳纤维异形曲面热压成型方法，其特征在于：包括以下步骤：
29.步骤一：将木皮材料的中板、胶膜、表面喷涂有定型剂的碳纤维专用纤维纸和表面喷涂有定型剂的碳布按照设计尺寸进行裁切成片材，在碳纤维专用纤维纸和碳布表面喷涂定型剂使得碳纤维专用纤维纸和碳布被稳定定性，热压后有效减小炸毛、毛边等情况，定型剂可以直接喷涂在未裁切的碳纤维专用纤维纸和碳布表面，也可以喷涂在裁切后碳纤维专用纤维纸和碳布表面，根据工艺需要进行喷涂即可；
30.步骤二：将中板片材放入热压成型模具内进行热压成型，热压温度为125℃，热压压力为85bar，热压时间为80s，最终形成一个具有异形曲面的中板层壳体，中板层热压合温度、热压和压力以及热压合时间根据中板材质和形状可以进行适应性调节，本领域技术人员在上述参数基础上不进行创造性劳动进行的适应性调节也属于本技术保护范围；
31.步骤三：将胶膜、碳纤维专用纤维纸和碳布按顺序叠放，并保持胶膜、碳纤维专用
纤维纸和碳布边缘对齐，然后用订书机将胶膜、碳纤维专用纤维纸和碳布装订在一起形成碳纤维层，用订书机对胶膜、碳纤维专用纤维纸和碳布进行装订后，三者形成稳定的一体结构，可以始终保持边缘对齐状态；
32.步骤四：将步骤三中装订好的碳纤维层敷在中板层壳体表面上，且碳纤维层的胶膜与中板层壳体表面接触，碳纤维层根据需要敷在中板层壳体凹面或凸面上，一般情况下都是敷在中板层壳体的凸面上；
33.步骤五：将碳纤维层和中板层边缘用订书钉沿中板层壳体形状进行装订，装订时，位于中板层壳体异形曲面转角处的碳纤维层与中板层壳体边缘必须进行装订，避免碳纤维层在中板层壳体异形曲面转角处发生变形与之贴合不平整，进而避免碳纤维层在异形曲面转角处形成褶皱和图案扭曲变形的问题，订书钉将碳纤维层与中板层壳体边缘进行装订后，能够保持二者稳定的位置状态，防止放入热压合模具内时二者发生移位，进而确保碳纤维层与中板层壳体热压合后边缘无错位；
34.步骤六：将装订在一起的中板层外壳与碳纤维层放置在热压模具中进行二次热压成型，热压温度为150℃，热压压力为85bar，热压时间为180s；
35.步骤七：将二次热压成型的产品放在裁切设备上进行定位，由裁切设备按照设计尺寸对中板层外壳与碳纤维层边缘进行裁切，裁切设备可以为激光裁切设备，裁切时将中板层外壳与碳纤维层边缘无效部位裁切去除，最终形成符合设计尺寸的产品，且产品边缘的中板层和碳纤维层完美对齐。
36.碳纤维层与中板层外壳在热压合模具内进行热压过程中，碳纤维层内侧的胶膜热熔，使得碳纤维专用纤维纸、碳布和中板层外壳牢固粘合在一起，形成一体结构，二次热压成型时，由于中板层外壳已经成型，其在二次热压成型过程中变形量小，可以根据设计使其与碳纤维层变形量一致，进而使得最终成品的碳纤维层与中板层完美结合在一起，形成平整贴合状态，碳纤维层不会产生褶皱、炸毛和花纹扭曲等问题。
37.所述步骤三和步骤五中用订书机对碳纤维层以及对碳纤维层和中板层壳体进行装订时，装订位置均位于成品有效范围以外的边缘区域，在步骤七中进行裁切时，将装订位置及其上的订书钉裁切去除，装订时，订书钉位于产品边缘的无效位置，热压成型后，将产品边缘的无效位置进行裁切去除，同时将订书钉去除，订书钉不会残留在产品表面。
38.上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

技术特征：
1.一种碳纤维异形曲面热压成型方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：将中板、胶膜、碳纤维专用纤维纸和碳布按照设计尺寸进行裁切成片材；步骤二：将中板片材放入热压成型模具内进行热压成型，形成一个具有异形曲面的中板层壳体；步骤三：胶膜、碳纤维专用纤维纸和碳布按顺序用订书机装订在一起形成碳纤维层；步骤四：将步骤三中装订好的碳纤维层敷在中板层壳体表面上，且碳纤维层的胶膜与中板层壳体表面接触；步骤五：将碳纤维层和中板层边缘用订书钉沿中板层壳体形状进行装订；步骤六：将装订在一起的中板层外壳与碳纤维层放置在热压模具中进行二次热压成型。2.根据权利要求1所述的碳纤维异形曲面热压成型方法，其特征在于：所述中板层为木皮层。3.根据权利要求1或2所述的碳纤维异形曲面热压成型方法，其特征在于：在步骤二中，中板片材在热压成型模具内进行热压成型时，热压温度为125℃，热压压力为85bar，热压时间为80s。4.根据权利要求1所述的碳纤维异形曲面热压成型方法，其特征在于：步骤三中对胶膜、碳纤维专用纤维纸和碳布进行装订时，保证胶膜、碳纤维专用纤维纸和碳布边缘对齐。5.根据权利要求1所述的碳纤维异形曲面热压成型方法，其特征在于：步骤五中对碳纤维层与中板层壳体边缘进行装订时，位于中板层壳体异形曲面转角处的碳纤维层与中板层壳体边缘必须进行装订。6.根据权利要求1所述的碳纤维异形曲面热压成型方法，其特征在于：在步骤六中，中板层外壳与碳纤维层装订后形成的一体结构在热压模具内热压成型时，热压温度为150℃，热压压力为85bar，热压时间为180s。7.根据权利要求1所述的碳纤维异形曲面热压成型方法，其特征在于：步骤四之前任意步骤对碳纤维专用纤维纸和碳布表面喷涂定型剂。8.根据权利要求1所述的碳纤维异形曲面热压成型方法，其特征在于：还设有以下步骤：步骤七：将二次热压成型的产品放在裁切设备上进行定位，由裁切设备按照设计尺寸对中板层外壳与碳纤维层边缘进行裁切。9.根据权利要求8所述的碳纤维异形曲面热压成型方法，其特征在于：所述步骤三和步骤五中用订书机对碳纤维层以及对碳纤维层和中板层壳体进行装订时，装订位置均位于成品有效范围以外的边缘区域，在步骤七中进行裁切时，将装订位置及其上的订书钉裁切去除。

技术总结
本发明公开了一种碳纤维异形曲面热压成型方法，具体步骤为先将中板、胶膜、碳纤维专用纤维纸和碳布按照设计尺寸进行裁切成片材，然后将中板片材热压成型得到具有异形曲面的中板层壳体，再将胶膜、碳纤维专用纤维纸和碳布按顺序装订在一起形成碳纤维层并敷在中板层壳体表面上，用订书钉将碳纤维层和中板层边缘装订后放置在热压模具中进行二次热压成型，本发明避免了碳纤维层与中板层因为热胀冷缩系数不同导致碳纤维在中板层表面产生皱折、纹理变形、炸毛等不良现象，使得成品碳纤维层与中板层结合紧密、平整，外观美观。外观美观。外观美观。


技术研发人员：苗隽 杨桂响
受保护的技术使用者：昆山金运新材料科技有限公司
技术研发日：2023.04.04
技术公布日：2023/8/14