[發明專利]一種碳纖維材料船舶殼體及其制造方法

在審

• 申請號: 201811203906.8
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN109367068A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 曹宇;齊曦;方越;朱若凡;由佳;于開超
• 申請（專利權）人: 上海船舶工藝研究所(中國船舶工業集團公司第十一研究所)
• 主分類號: B29C70/36
• 分類號: B29C70/36;B63B3/16
• 代理公司: 上海世圓知識產權代理有限公司 31320
• 代理人: 王佳妮

本發明涉及一種碳纖維材料船舶殼體，包括內蒙皮、外蒙皮以及膠接在內、外蒙皮之間的加強筋和蜂窩夾心層，多根加強筋排列在內、外蒙皮之間，蜂窩夾心層嵌設在相鄰的兩根加強筋之間。該種碳纖維材料船舶殼體強度大、剛性好、自重輕、隔音降噪、耐腐蝕及抗微生物附著，同時具有一定的隱身效果。同時本發明的制作工藝簡單，產品效果質量佳。

技術領域

本發明涉及船舶殼體的技術領域，具體地說是一種利用碳纖維復合材料來制作船舶殼體的方法。

背景技術

目前，隨著船舶行業的發展，船速與船質量被提以更高的要求，尤其在軍事領域，為了提高船舶的攻擊能力，船舶的自重被要求盡可能的低，這樣才方便載荷更多的質量，耗損更少的燃料。

傳統的船舶殼體多為金屬材料、鋁合金、鈦合金等材料，制造的船舶殼體存在比重大，成本昂貴，制造周期長，不耐腐蝕及微生物附著，降噪效果不好，隱身效果不佳及維修成本高等缺點。近些年發展起來的玻璃鋼船舶殼體，由于玻纖自重大，制造的船舶殼體的減重效果不明顯，玻璃纖維復合材料強度較差，制造殼體的耐壓能力與抗沖擊能力遠不如碳纖維復合材料殼體。

與傳統的船舶制造材料相比，復合材料的優勢非常顯著，尤其是制造高質量船體方面，復合材料以其特有的優勢（高強度、高模量、耐腐蝕、耐磨損等）收到船舶制造領域人士的青睞。復合材料在船舶制造中的應用越來越廣泛，已經逐步的彰顯出取代傳統船舶制造材料的優勢。

相比于傳統的造船材料，碳纖維復合材料具有先天的優勢。首先，碳纖維復合材料具有良好的機械性能。同時由于碳纖維與樹脂基體的界面能有效的阻止裂紋擴展，故材料具有良好的耐疲勞性能；由于碳纖維表面的化學惰性，船體具有生物難以附生，耐腐蝕特性，這也是船舶建造選材非常重要的因素之一。

但現有技術中，碳纖維材料在船舶制造領域應用仍有困難，選擇何種碳纖維復合材料才能在船舶殼體中進行運用，能抵抗海水的侵蝕，保證高強度的性能是本領域技術人員一直在探究的難題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種改進的碳纖維材料船舶殼體及其制造方法，是一種重量輕，強度高，耐壓的船舶殼體結構。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：一種碳纖維材料船舶殼體，其特征在于：船舶殼體包括內蒙皮、外蒙皮以及膠接在內、外蒙皮之間的加強筋和蜂窩夾心層，多根加強筋排列在內、外蒙皮之間，蜂窩夾心層嵌設在相鄰的兩根加強筋之間。

優選的，所述的內、外蒙皮和加強筋采用外部包裹碳纖維織物，內部填充樹脂基體的方式制成，加強筋呈工字型、L字型、T字型或者C字型。

進一步，所采用的碳纖維織物為單向布、平紋布、緞紋布或斜紋布中的一種，采用的樹脂基體是不飽和聚酯樹脂、乙烯基樹脂、酚醛樹脂或環氧樹脂中的一種或者兩種及兩種以上組合。

進一步，內、外蒙皮之間排列有多根加強筋，加強筋可以上、下疊設或者左、右并列設置，相鄰的加強筋曲率不相同，蜂窩夾心層的外部結構于加強筋的結構相配合。

一種碳纖維材料船舶殼體的制造方法，其特征在于：制造過程如下：A、采用真空導入工藝制備內蒙皮、外蒙皮和加強筋：根據內、外蒙皮和加強筋的模具，在裁剪機上將碳纖維織物裁剪成所需形狀，以內蒙皮、外蒙皮、加強筋模具的鋪貼基準線為基準來鋪貼碳纖維織物，在鋪貼過程中利用噴膠輔助碳纖維織物定位；碳纖維織物鋪貼完成后，在碳纖維織物上依次布置脫模布、導流網，并且在導流網上設置注膠管道與抽氣管道，鋪放真空袋膜，檢測真空度，真空導入樹脂，樹脂固化，制件脫模，表面處理后待用；B、蜂窩夾心層制作、加工：在蜂窩定型模具上鋪貼膠膜，在膠膜上鋪放蜂窩材料，在蜂窩材料上依次鋪放可剝布、隔離膜和透氣氈，然后制袋，升溫后等待膠膜固化，輔助材料脫除制得蜂窩夾心層；C、將蜂窩夾心層與加強筋進行組裝；D、內、外蒙皮膠接前進行校驗、定位，然后對內、外蒙皮進行膠接，完成船舶殼體的制造。