拉擠纏繞復(fù)合成型制備復(fù)合材料空心型材的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種把拉擠成型法和纏繞成型法結(jié)合起來的復(fù)合材料一步成型制備方法，能夠制備出一種復(fù)合材料空心型材，其管壁中的增強(qiáng)纖維分為內(nèi)層和外層，內(nèi)層增強(qiáng)纖維走向與拉引方向一致，主要承擔(dān)制備時的拉引力和使用過程中受到的沿復(fù)合材料型材長度方向的拉應(yīng)力，外層增強(qiáng)纖維纏繞于內(nèi)層纖維外側(cè)，與內(nèi)層纖維呈約90°的夾角，主要承擔(dān)來自于空心型材內(nèi)部的膨脹壓力，由于內(nèi)層與外層所有樹脂經(jīng)一次固化成型，整體強(qiáng)度明顯提高，簡化了生產(chǎn)流程，能夠縮短復(fù)合材料空心型材的生產(chǎn)周期，減少生產(chǎn)場地的占用和解放人力，能夠降低生產(chǎn)成本。
【專利說明】
拉擠纏繞復(fù)合成型制備復(fù)合材料空心型材
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]拉擠纏繞復(fù)合成型制備復(fù)合材料空心型材屬于一種復(fù)合材料制備方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]以往的復(fù)合材料制備方法有多種，其中包括拉擠成型加溫固化法和纏繞成型加溫固化法。
[0003]拉擠成型加溫固化法具有生產(chǎn)連續(xù)性好、自動化程度高和成本低等優(yōu)點(diǎn)，但存在增強(qiáng)纖維走向?yàn)閱我坏难刂L度方向的特點(diǎn)，拉擠成型法生產(chǎn)的復(fù)合材料空心型材存在抗內(nèi)壓能力差、抗扭力差和易開裂等缺點(diǎn)。
[0004]纏繞成型加溫固化法具有抗內(nèi)壓能力強(qiáng)、不易開裂、可設(shè)計性好和工藝較靈活等優(yōu)點(diǎn)，但存在生產(chǎn)連續(xù)性較差、自動化程度不高和成本較高等缺點(diǎn)。
[0005]為了克服前述兩種方法所制備復(fù)合材料空心型材的缺點(diǎn)，已有的方法為兩步法， 即:第一步，利用拉擠成型加溫固化法制備復(fù)合材料空心型材;第二步，以第一步所制備的復(fù)合材料空心型材為芯軸，在其外側(cè)纏繞一層增強(qiáng)纖維預(yù)浸帶，然后經(jīng)加溫固化成型，制得兩層增強(qiáng)纖維走向近于垂直的復(fù)合材料空心型材。
[0006]已有復(fù)合材料空心型材的兩步制備法，存在過程復(fù)雜、生產(chǎn)周期長和生產(chǎn)成本較高的缺點(diǎn)，并且由于拉擠成型的內(nèi)層和纏繞成型的外層是分別經(jīng)過兩次固化形成，內(nèi)層與外層之間的樹脂結(jié)合強(qiáng)度不高，直接影響了復(fù)合材料空心型材的整體性能。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明目的在于提供一種兼具拉擠成型法和纏繞成型法優(yōu)點(diǎn)的復(fù)合材料空心型材制備方法。
[0008]本發(fā)明是一種把拉擠成型法和纏繞成型法結(jié)合起來的復(fù)合材料一步成型制備方法，能夠制備出一種復(fù)合材料空心型材，其管壁中的增強(qiáng)纖維分為內(nèi)層和外層。
[0009]內(nèi)層增強(qiáng)纖維走向與拉引方向一致，主要承擔(dān)制備時的拉引力和使用過程中受到的沿復(fù)合材料型材長度方向的拉應(yīng)力。
[0010]外層增強(qiáng)纖維纏繞于內(nèi)層纖維外側(cè)，與內(nèi)層纖維呈約90°的夾角，主要承擔(dān)來自于空心型材內(nèi)部的膨脹壓力。
[0011]樹脂填充于增強(qiáng)纖維層內(nèi)部和增強(qiáng)纖維層間的所有間隙，并在固化后將所有增強(qiáng)纖維固結(jié)為一體，形成復(fù)合材料空心型材。
[0012]這種一步成型法制備的復(fù)合材料空心型材，與兩步成型法所制備的復(fù)合材料空心型材相比較，由于內(nèi)層與外層所有樹脂經(jīng)一次固化成型，整體強(qiáng)度明顯提高。
[0013]由于簡化了生產(chǎn)流程，能夠縮短復(fù)合材料空心型材的生產(chǎn)周期，減少生產(chǎn)場地的占用和解放人力，能夠降低生產(chǎn)成本。
[0014]優(yōu)化的是，由于芯模和套模內(nèi)部均有加熱元件，能夠明顯提高生產(chǎn)過程中復(fù)合材料空心型材的固化升溫速度，從而使拉擠、纏繞速度加快，提高了生產(chǎn)效率。
[0015]優(yōu)化的是，芯模和套模內(nèi)部的加熱元件的加熱功率與拉引速度相匹配，能夠保證復(fù)合材料空心型材所需的固化溫度。
[0016]更加優(yōu)化的是，借助于外層增強(qiáng)纖維纏繞過程中的勒緊效應(yīng)，最后制備成的復(fù)合材料空心型材中增強(qiáng)纖維的占比高，進(jìn)一步提高了復(fù)合材料空心型材的整體性能。【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的方法實(shí)施過程示意圖。
[0018]附圖1中，1是供給增強(qiáng)纖維束，2是樹脂液槽，3是樹脂液，4是預(yù)浸帶，5是擠膠板，6 是纏繞增強(qiáng)纖維絲束，7是供絲管，8是芯模，9是繞絲裝置，10是纏繞增強(qiáng)纖維供絲線軸，11 是芯模加熱器，12是帶加熱功能的套模，13是已固化復(fù)合材料空心型材，14是拉引裝置，15 是拉引力方向。
[0019]在拉引裝置14作用下，供給增強(qiáng)纖維束1被導(dǎo)入樹脂液槽2中并被樹脂液3浸潤形成預(yù)浸帶4,經(jīng)擠膠板5上的孔洞導(dǎo)入芯模8周圍。
[0020]此時，在繞絲裝置9的作用下，纏繞增強(qiáng)纖維供絲線軸10上的增強(qiáng)纖維絲束經(jīng)過供絲管7的內(nèi)孔供出，成為纏繞增強(qiáng)纖維絲束6。
[0021]纏繞增強(qiáng)纖維絲束6連續(xù)不斷地纏繞在預(yù)浸帶4的外面形成復(fù)合預(yù)浸料，并在拉引裝置14作用下向拉引力方向15進(jìn)給。
[0022]這時，有利的效果之一是預(yù)浸帶4和纏繞增強(qiáng)纖維絲束6之間形成緊束的狀態(tài)。
[0023]另一個有利的效果是在纏繞增強(qiáng)纖維絲束6提供的勒緊力作用下，預(yù)浸帶4浸出的剩余樹脂液充分地浸潤了纏繞增強(qiáng)纖維絲束6。
[0024]隨后，復(fù)合預(yù)浸料被導(dǎo)入芯模加熱器11的作用區(qū)開始升溫，緊接著進(jìn)入芯模8和外模12之間的成型區(qū)，在這一區(qū)域達(dá)到最終的固化溫度和截面形狀，固化形成復(fù)合材料空心型材13。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.拉擠纏繞復(fù)合成型制備復(fù)合材料空心型材是一種復(fù)合材料空心型材的制備方法，其 特征是:把拉擠成型法和纏繞成型法結(jié)合起來實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料空心型材一步成型，所制備的 復(fù)合材料空心型材管壁中的增強(qiáng)纖維分為內(nèi)層和外層，內(nèi)層增強(qiáng)纖維走向與拉引方向一 致，外層增強(qiáng)纖維纏繞于內(nèi)層纖維外側(cè)，與內(nèi)層纖維呈約90°的夾角，在拉引裝置(14)作用 下，供給增強(qiáng)纖維束(1)被導(dǎo)入樹脂液槽(2)中并被樹脂液(3)浸潤形成預(yù)浸帶(4)，經(jīng)擠膠 板(5)上的孔洞導(dǎo)入芯模(8)周圍，此時，在繞絲裝置(9)的作用下，供絲線軸(10)上的增強(qiáng) 纖維絲束經(jīng)過供絲管(7)的內(nèi)孔供出，成為纏繞增強(qiáng)纖維絲束(6)，纏繞增強(qiáng)纖維絲束(6)連 續(xù)不斷地纏繞在預(yù)浸帶(4)的外面形成復(fù)合預(yù)浸料，最后，復(fù)合預(yù)浸料進(jìn)入芯模(8)和套模 (12)之間的成型區(qū)，在這一區(qū)域達(dá)到最終的固化溫度和截面形狀，固化形成復(fù)合材料空心 型材(13)。2.如權(quán)利要求1所述的拉擠纏繞復(fù)合成型制備復(fù)合材料空心型材，其特征是:芯模(8) 內(nèi)設(shè)有芯模加熱器(11 )，能夠加快復(fù)合預(yù)浸料的固化過程，提高生產(chǎn)效率。3.如權(quán)利要求1所述的拉擠纏繞復(fù)合成型制備復(fù)合材料空心型材，其特征是:芯模(8) 和套模(12)內(nèi)部的加熱元件的加熱功率與拉引速度相匹配，能夠保證復(fù)合材料空心型材所 需的固化溫度。
【文檔編號】B29C35/10GK106003760SQ201610555966
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月14日
【發(fā)明人】王瑛瑋
【申請人】王瑛瑋