[發明專利]一種等截面復合材料型材的生產方法無效

申請號：	201410182439.0	申請日：	2014-04-30
公開（公告）號：	CN103991227A	公開（公告）日：	2014-08-20
發明（設計）人：	吳寧;胡曉敏;張國利;陳光偉;王靜;陳利	申請（專利權）人：	天津工業大學
主分類號：	B29C70/52	分類號：	B29C70/52;B29B11/00;B29B11/14;D03D25/00
代理公司：	天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210	代理人：	李濟群
地址：	300160***	國省代碼：	天津;12
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種截面復合材料生產方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及復合材料制備技術，具體為一種等截面復合材料型材的生產方法。

背景技術

高性能纖維增強樹脂基復合材料被認為是繼鋼材、鋁合金和鈦合金后的新一代材料，此類材料具有結構可設計性、輕質高強、耐腐蝕、成型方便等優勢。在眾多的復合材料產品中，以等截面復合材料型材的開發和應用最為廣泛，目前已成功應用于航空、航天、建筑、橋梁等工程領域。

高性能纖維增強等截面復合材料型材的生產技術主要包含模壓成型技術、熱壓罐成型技術、拉擠成型技術和纏繞成型技術，其中模壓成型技術具有空間、面積占有量少，成本相對低廉，生產效率高，工藝成熟等優點，然而，不足之處在于：難以生產截面形狀復雜的制品，加上受壓機限制，僅適合于生產中小型復合材料型材。熱壓罐成型技術生產等截面型材具有適用范圍廣、成型工藝穩定可靠的優勢，但投資大，成本高的問題限制了其應用。與其他成形技術相比，使用纏繞成形技術生產等截面型材的主要優點是：能夠按照產品的受力狀況設計纏繞規律，能充分發揮纖維的強度，生產效率高，成本低，但纏繞技術產品適應性較差，無法纏繞任意截面的制品，尤其是截面有凹狀的制品。拉擠成型技術是將連續的增強纖維進行浸漬后，牽引經過成形模具.在模具內固化成形為規定截面形狀，脫模后成形為最終制品的加工方法。使用拉擠成型技術不僅成本低、理論上可生產任意形狀截面制品、產品質量穩定，尤其是拉擠工藝可自動化連續生產任意長度型材的特點是以上三種方法所無法比擬的。目前拉擠成型方法被認為是生產等截面復合型材最理想的方法。但在型材的實際應用中，除了需要承受拉伸、剪切等應力外，還經常會受到彎曲、扭轉和壓縮等作用造成的不同部位和不同方向的應力，這使得單向纖維增強的復合材料型材無法滿足復雜載荷工況下的力學性能需求。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是，提供一種等截面復合材料型材的生產方法。該生產方法采用立體織造技術和連續樹脂傳遞模塑工藝相結合的方法來解決目前拉擠成型技術制備的等截面型材無法滿足復雜載荷工況的難題，具有實際的工程意義。

本發明解決所述技術問題的技術方案是，設計一種等截面復合材料型材的生產方法，該生產方法采用以下工藝步驟：

1)織造工藝：采用大型2.5D立體織機將多層經紗等間距排列，經過整經、穿綜、開口、引緯和打緯工序完成2.5D預制織物在線立體織物的制造；所述多層經紗為碳纖維、玻璃纖維、石英纖維、芳綸纖維或玄武巖纖維中的至少一種；

2)預定型工藝：經織造工藝完成的2.5D結構立體織物通過傳送裝置傳輸到預定型裝置中，采用預定型裝置對預制織物進行連續定型；

3)浸膠工藝：將壓力、計量可控的注射裝置及回流裝置與浸膠裝置連接，以設計的壓力和流速將樹脂注入到浸膠裝置中，注入的樹脂量與設計的壓力、預制織物厚度和拉擠速率相配合；

4)固化成型工藝：浸膠后的預制織物送入金屬模具內，在拉擠設備電加熱板的作用下固化成型，采用三區加熱固化工藝，固化溫度范圍為100℃～180℃；

5)切割成品：利用跟蹤切割機，按需求長度切割成復合材料型材成品。

與現有公知等截面復合型材制備技術相比，本發明所提出的在線立體織造‐連續樹脂傳遞模塑復合材料的生產方法具有以下優點：

1.對比于公知的等截面型材拉擠成型技術，本發明所使用的2.5D立體織造—連續樹脂傳遞模塑技術得到的織物預制體具有致密的層層角聯鎖結構，這種結構可保證型材制品中增強纖維的連續和完整，幾乎不存在受力后內部分層失效的問題，保證了等截面型材良好的承載能力。

2.對比于公知的等截面型材拉擠成型技術，本發明所使用的2.5D立體織造技術可根據載荷工況需求設計型材截面中不同部位的性能，可進一步滿足復雜工況下的載荷需求。

3.相比于公知的模壓、熱壓罐、纏繞成型技術，本發明的在線立體織造‐連續樹脂傳遞模塑復合材料的生產方法可實現等截面型材的自動化連續生產。