[發明專利]一種用于船舶的碳纖維復合螺旋槳及其制備方法

有效

• 申請號: 201811204893.6
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN109515667B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 曹宇;盛浩中;方越;齊曦;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: B63H1/26
• 分類號: B63H1/26;B63H1/20;B29D99/00
• 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

1.一種用于船舶的碳纖維復合螺旋槳，其特征在于，碳纖維復合螺旋槳包括一個金屬輪轂和安裝在金屬輪轂上的四個碳纖維復合槳葉，金屬輪轂的外圈設有四個安裝卡槽，四個安裝卡槽沿著圓周分設在40度、140度、220度和320度位置，碳纖維復合槳葉設有與安裝卡槽相對應的安裝凸起，金屬輪轂與碳纖維復合槳葉之間通過安裝卡槽與安裝凸起裝配并附加黏膠層，使得兩者固定連接；碳纖維復合槳葉由預制體和樹脂基體復合而成，預制體是在預制體模具上，采用鋪縫織物層層疊加鋪貼而成的，預制體的厚度是漸變的，最厚的區域300-500mm，最薄的區域10-50mm，樹脂基體采用不飽和聚酯樹脂TM182與EH031環氧樹脂按1:9的重量百分比比例混合而成；安裝卡槽呈T字型，由縱向槽和橫向槽垂直拼接而成，其中橫向槽的兩端設有向內傾斜的倒角；安裝凸塊的底部加設了一條支撐條，支撐條呈圓弧狀，與金屬輪轂的外形相匹配。

2.根據權利要求1所述的一種用于船舶的碳纖維復合螺旋槳，其特征在于，所述的鋪縫織物是在基布上采用縫紉線按照預制體模具形狀而縫制的鋪縫織物，所述的基布采用玻璃纖維布，縫紉線采用可熔尼龍線。

3.根據權利要求1所述的一種用于船舶的碳纖維復合螺旋槳的制備方法，其特征在于，所述的制備方法包括如下步驟：a、制備鋪縫織物，根據所需要制備的碳纖維復合槳葉的大小，將預先設計好的鋪縫路徑圖導入到鋪縫機器里，將基布放在鋪縫機器的平臺上并固定，調節鋪縫機器鋪縫針距與速度，運行鋪縫機器，完成鋪縫織物的制作，在鋪縫機器上安裝纖維線軸和縫紉線線軸，調節鋪縫機器鋪縫針距為3-8mm，調節車速每分鐘500-800針；b、將鋪縫織物的基布去除，裁剪鋪縫織物使其邊緣與織物邊緣有5-15mm余量，利用加熱的方式使得基布與鋪縫織物分離，具體來說將裁剪完基布的鋪縫織物放在金屬鐵板上，調節手動加熱設備的溫度為高于縫紉線熔點溫度的80-150℃，控制手動加熱設備與基布的距離為10-30mm之間，利用手動加熱設備的瞬時溫度，使基布表面的縫紉線熔融斷裂，讓基布與織物分離；c、預制體的制備，將去掉基布的鋪縫織物鋪貼在預制體模具上，每鋪貼一片鋪縫織物，就通過加熱的方式定型鋪縫織物一次，鋪縫織物鋪貼完畢，預制體制作完成并密封保存；d、樹脂轉移模塑成型處理，將預制體放入模具中并合模，當模具升溫至30-50℃開始注膠，注膠結束按照樹脂固化制度給模具升溫，固化結束模具降溫，待模具降溫至30-40℃，開始脫模，完成碳纖維復合槳葉的制作；e、金屬輪轂與碳纖維復合槳葉的裝配和膠接，在金屬輪轂膠接區域鋪貼膠膜，放置加壓氣囊和夾緊工裝，給加壓氣囊加壓，并在一定溫度下，完成金屬輪轂與的碳纖維復合槳葉膠接，獲得碳纖維復合螺旋槳。

4.根據權利要求3所述的一種用于船舶的碳纖維復合螺旋槳的制備方法，其特征在于，c步驟中，利用丙酮清理模具表面，在預制體模具上按照擬定的鋪縫織物順序鋪貼鋪縫織物，每層鋪縫織物鋪貼完畢之后，在高于縫紉線熔點20-30℃的溫度下定型鋪縫織物，定型時間為0.5-1h。

5.根據權利要求3所述的一種用于船舶的碳纖維復合螺旋槳的制備方法，其特征在于，e步驟中，加熱金屬輪轂至30-50℃，給加壓氣囊加壓1-3bar，并在100-130℃下，完成金屬輪轂與復合材料葉片的膠接，并利用無損檢測設備檢測碳纖維復合材料螺旋槳質量。