[發(fā)明專利]碳纖維復(fù)合材料臂架、其生產(chǎn)方法及包括其的混凝土泵車

有效

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• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN102729488A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李曉超;王佳茜;李庶
• 申請（專利權(quán)）人: 中聯(lián)重科股份有限公司
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B60P3/16
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;余剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及混凝土泵送領(lǐng)域，尤其是涉及一種碳纖維復(fù)合材料臂架、其生產(chǎn)方法及包括其的混凝土泵車。

背景技術(shù)

目前越來越多的混凝土輸送工作采用混凝土泵車來完成。混凝土泵車設(shè)備正經(jīng)歷著一場巨大的變革，正向輕量化、超長化的方向發(fā)展。在混凝土泵車設(shè)計(jì)水平已日趨成熟的今天，僅從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度來實(shí)現(xiàn)泵車產(chǎn)品的輕量化已很難實(shí)現(xiàn)巨大突破。

隨著研究的深入，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)泵車產(chǎn)品中存在以下不足：

(1)所使用的鋼材密度較大，自身重量較大，難以實(shí)現(xiàn)泵車產(chǎn)品的輕量化；

(2)傳統(tǒng)鋼臂架由高強(qiáng)鋼板拼焊而成，高強(qiáng)鋼板的焊接性能較差，而且由于高強(qiáng)鋼板焊接性較差，焊接處容易發(fā)生開裂，使臂架的壽命縮短，且容易影響施工的安全性；

(3)傳統(tǒng)高強(qiáng)鋼耐疲勞強(qiáng)度較低，高強(qiáng)鋼臂架容易出現(xiàn)疲勞性斷裂，難以滿足輕量及超長臂架泵車的要求；

(4)鋼制臂架的耐腐蝕性較差，進(jìn)一步影響了臂架的使用壽命。

面對于現(xiàn)有鋼材料本身如此多的缺陷，以新型輕質(zhì)高強(qiáng)材料替代現(xiàn)廣泛應(yīng)用的鋼鐵材料將成為泵車產(chǎn)品輕量化及超長化的主要突破口。

近年來，高性能碳纖維樹脂基復(fù)合材料因具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、高模、耐腐蝕、性能可設(shè)計(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)，能夠同時(shí)滿足混凝土泵車質(zhì)量輕、耐疲勞高強(qiáng)度等要求被作為臂架材料使用。

以中國專利申請第201010524104.4號為例，其中公開了一種制造混凝土泵車用碳纖維復(fù)合材料臂架的方法，具體公開了設(shè)有芯模，為中空結(jié)構(gòu)，制造碳纖維臂架的原材料鋪放在芯模外表面上，原材料外部用真空膜包覆，真空膜兩端密封在芯模的兩端，真空膜上設(shè)有抽氣孔，整個(gè)模具放入熱壓罐中，利用壓縮空氣加壓，用電加熱管進(jìn)行加熱固化成型。

在上述成型方法中，所使用的設(shè)備成本和加工成本都較高，其并不利于大規(guī)模的推廣。因此開發(fā)一種新的低成本的復(fù)合材料混凝土泵車臂架的制造方法是非常有意義的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種碳纖維復(fù)合材料臂架的生產(chǎn)方法及由其所生產(chǎn)的碳纖維復(fù)合材料臂架、混凝土泵車，以降低設(shè)備成本和加工成本。

為此，在本發(fā)明中提供了一種碳纖維復(fù)合材料臂架的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：S1、初步定型：向可伸縮氣囊中充氣，形成具有第一狀態(tài)的氣囊，在具有第一狀態(tài)的氣囊外表面鋪放碳纖維預(yù)浸料，獲取第一過渡組件；S2、壓縮定型：將第一過渡組件放入箱型模具內(nèi)部，并向具有第一狀態(tài)的氣囊內(nèi)部充氣，形成具有第二狀態(tài)的氣囊；對碳纖維預(yù)浸料進(jìn)行壓縮定型，獲取第二過渡組件；S3、固化定型：將第二過渡組件進(jìn)行升溫固化，固化后冷卻脫模獲取碳纖維臂架。

進(jìn)一步地，在上述步驟S2進(jìn)一步包括如下步驟：S21、一次壓縮定型：將第一過渡組件放入真空袋中密封，并對真空袋抽真空，在抽真空后的真空袋中對碳纖維預(yù)浸料進(jìn)行第一次壓縮定型，獲取中間過渡組件；S22、二次壓縮定型：將中間過渡組件放入箱型模具內(nèi)部，并向具有第一狀態(tài)的氣囊內(nèi)部充氣，形成具有第二狀態(tài)的氣囊；對碳纖維預(yù)浸料進(jìn)行第二次壓縮定型，獲取第二過渡組件。

進(jìn)一步地，上述步驟S1中具有第一狀態(tài)的氣囊中氣體壓力為0.1MPa～0.3MPa；步驟S21中真空袋抽真空至-0.1MPa～-0.07MPa；步驟S22中具有第二狀態(tài)的氣囊中氣體壓力為0.6MPa～0.8MPa。

進(jìn)一步地，在上述步驟S3中升溫固化處理之前還包括對第二過渡組件進(jìn)行熱縮的步驟，進(jìn)行熱縮的步驟為：將第二過渡組件在40℃～70℃下保溫保壓處理30～60分鐘。

進(jìn)一步地，上述步驟S3中將第二過渡組件進(jìn)行升溫固化的步驟為：將第二過渡組件在100℃～180℃下保溫處理2-8小時(shí)。

進(jìn)一步地，上述步驟S3中將第二過渡組件進(jìn)行升溫固化的步驟為：S41、一次固化：將第二過渡組件緩慢升溫至100℃～120℃，保溫處理1～2小時(shí)；S42、二次固化：將完成一次固化后的第二過渡組件緩慢升溫至150℃～180℃，保溫處理2～3小時(shí)；

進(jìn)一步地，上述步驟S1中，進(jìn)一步包括：S11、具有第一狀態(tài)的氣囊外表面噴涂脫模劑；S12、將碳纖維預(yù)浸料鋪放在噴涂有脫模劑的具有第一狀態(tài)的氣囊外表面上。

進(jìn)一步地，上述步驟S1中，進(jìn)一步包括：S13、在鋪放在具有第一狀態(tài)的氣囊外表面的碳纖維預(yù)浸料的外表面上依次鋪設(shè)脫模布、帶孔隔離膜、以及透氣氈，形成第一過渡組件。