[發明專利]碳纖維雙面板加筋結構件及其制造方法

在審

• 申請號: 201710640265.1
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107521124A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 曹宇;卜祥威;楊現偉;孫永峰;陳永樂
• 申請（專利權）人: 江蘇恒神股份有限公司
• 主分類號: B29C70/36
• 分類號: B29C70/36;B29C70/54
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司32243
• 代理人: 郭俊玲

技術領域

本發明涉及一種碳纖維雙面板加筋結構件及其制造方法。

背景技術

碳纖維是含碳量較高且熱處理過程中不熔融的人造化學纖維，經過熱穩定氧化處理及石墨化等工藝制成的.碳纖維具有耐高溫、耐摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等特性，其外形有顯著的各項異性、柔軟，可加工成各種織物，碳纖維沿纖維軸方向表現出很高的強度，碳纖維比重較小，具有很高的比強度。

隨著現代技術的迅猛發展，對材料提出了較高的要求，碳纖維復合材料制作的結構件由于具有重量輕、強度高及彈性好等特性有較好的應用前景。但是現有的復合材料加筋面板結構多為單面板，單面板結構的力學性能相對不理想，在高溫、高壓的耐用性也相對不足。此外多使用熱壓罐成型工藝，成本較高，

本發明提供的碳纖維雙面板加筋結構件不僅能夠提高原始單面板結構的力學性能，還大大的縮減了制造成本，在制造成本制約復合材料的發展前提下，提供一種低成本制造承力結構制件的方法，更有其特殊的意義。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明旨在提供碳纖維雙面板加筋結構件及其制造方法，從而增強加筋面板結構的性能，降低制造成本，解決現有技術中存在的單面板結構的力學性能相對不理想，在高溫、高壓的耐用性也相對不足，此外多使用熱壓罐成型工藝，成本較高的問題。

本發明的技術解決方案是：

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種碳纖維雙面板加筋結構件，包括內蒙皮、筋條、外蒙皮，外蒙皮通過筋條與內蒙皮膠接成一體，內蒙皮與外蒙皮分別采用變曲率結構，筋條采用截面為“C”型的筋條，筋條包括橫筋與縱筋，橫筋與縱筋均設于內蒙皮與外蒙皮之間，橫筋與縱筋交錯設置。

進一步地，外蒙皮與筋條采用一體成型，內蒙皮采用單獨成型。

進一步地，外蒙皮分別采用碳纖維織物鋪貼而成的外蒙皮，內蒙皮分別采用碳纖維織物鋪貼而成的內蒙皮，筋條分別采用碳纖維織物鋪貼而成的筋條。

一種碳纖維雙面板加筋結構件的制造方法，包括以下步驟：

步驟1、鋪貼筋條預制體：按照擬加工產品結構圖編排織物，裁剪，在模具上鋪貼成型橫筋、縱筋，制備出橫筋與縱筋預制體，將制備的橫筋、縱筋預制體密封保存，備用；

步驟2、鋪貼外蒙皮面板預制體：以激光投影線為鋪貼基準線將裁剪好的用于制作外蒙皮的碳纖維織物鋪貼在外蒙皮模具上，制備出外蒙皮面板預制體。

步驟3、外蒙皮成型：采用VARI成型工藝，具體為，在外蒙皮面板預制體上組裝橫筋、縱筋，將組裝好的整體制袋并固化，脫模后得到外蒙皮加工件，經過打磨、切割，得到外蒙皮制件；

步驟4、鋪貼內蒙皮面板預制體：以激光投影線為鋪貼基準線將裁剪好的用于制作內蒙皮的碳纖維織物鋪貼在內蒙皮模具上，制備出內蒙皮面板預制體；

步驟5、內蒙皮成型：采用VARI成型工藝，具體為，在內蒙皮面板預制體上依次鋪放脫模布、VAP膜、透氣氈，制袋并固化成型，得到內蒙皮加工件，經過打磨、切割，得到內蒙皮制件；

步驟6、膠接內蒙皮與外蒙皮：利用膠膜、膠接工裝、膠接氣囊膠接內蒙皮與外蒙皮，得到碳纖維雙面板加筋結構件。

進一步地，所述步驟1、2、4鋪貼織物過程中，每3-8層熱預壓一次，鋪貼第一層時單獨熱預壓。

進一步地，所述步驟6中，所用的氣囊為耐高溫、變曲率氣囊。

進一步地，VARI成型工藝所使用的樹脂基體采用不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、雙馬樹脂、乙烯基樹脂或酚醛樹脂中的一種或兩種以上組合。

進一步地，碳纖維織物采用單向布、雙軸向布、三軸向布、平紋布、緞紋布或斜紋布。

本發明的有益效果是：與現有技術相比，本發明具有如下顯著的效果：

（1）本發明利用復合材料VARI成型工藝，相比于傳統的熱壓罐成型大大的降低了制造成本。

（2）本發明采用了雙面板加筋結構，大大提高了加筋面板結構力學性能。

（3）本發明所采用的筋條為“C”型加強筋結構，力學性能優異。

（4）本發明所采用的筋條外蒙皮面板一體成型的工藝，降低二次膠接成本。

（5）本發明碳纖維雙面板加筋結構件具有高強度、高模量、輕量化的特點。

（6）本發明碳纖維雙面板加筋結構件大大的提高了加筋結構制件的防腐蝕能力和使用壽命。

（7）本發明碳纖維雙面板加筋結構件由于其制備材料性能優異，且結構的設計合理，有很好的耐高溫、高壓的特性。

（8）本發明的碳纖維雙面板加筋結構件可廣泛應用于各個技術領域。