[發明專利]一種T型結構纖維針刺預制體

有效

• 申請號: 201911065488.5
• 申請日: 2019-11-04
• 公開（公告）號: CN110820169B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 繆云良
• 申請（專利權）人: 江蘇天鳥高新技術股份有限公司
• 主分類號: D04H1/498
• 分類號: D04H1/498;D03D15/275;D03D15/267;D03D15/242;D03D15/283;D03D15/47;B32B9/00;B32B9/04;B32B5/06;B32B17/02;B32B17/12;B32B27/02;B32B27/12;B32B27/
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

本發明涉及復合材料技術領域，尤其涉及一種T型結構纖維針刺預制體，所述預制體的結構包括蒙皮薄層(1)、位于蒙皮薄層(1)上呈對稱L形排布的左加強筋(2)和右加強筋(3)；所述預制體采用整體針刺工藝成型。本發明采用模塊化的制備方式，將T型結構纖維針刺預制體分成4個模塊分別制備，再采用整體針刺將4個模塊結合；該方法具有操作簡單，模具用量少的特點，同時制備的T型結構纖維針刺預制體尺寸穩定、承載能力強，方便運輸。

技術領域

本發明涉及復合材料技術領域，尤其是涉及一種T型結構纖維針刺預制體及其制備方法。

背景技術

當今空間遙感對地觀察技術已成為國家戰略能力的重要標志之一，隨著空間遙感技術的進步及其分辨率的逐漸提高，空間相機日益向大口徑、長焦距、輕量化發展，這對相機支撐結構的性能提出苛刻的要求，不僅質輕、高剛度，而且必須具有極低的熱膨脹系數。傳統的金屬材料已難以滿足性能要求，碳纖維復合材料(特別是碳纖維增強碳基、碳化硅基復合材料)支撐結構成為近年來國際研究熱點和發展主趨勢。

碳纖維復合材料是由碳纖維預制體和基體構成。碳纖維預制體結構決定復合材料制品的性能。為進一步打造“看得清又很輕”的空間相機，讓天上衛星“拍到好照片”，需要相機的光學支撐結構大、輕，還要高強度穩定性。因此，支撐結構件存在很多復雜結構，例如加強筋壁板結構件等。根據加筋截面的不同，加筋壁板又分為“T”型加筋壁板、“工”型加筋壁板和混合型加筋壁板等。

目前，大多數T型結構件由復合材料筋條和復合材料蒙皮組成，其成型技術一般是將蒙皮和加筋條分別制備好后，采用緊固件進行機械連接，或采用二次膠接的手段形成加筋壁板結構。由于壁板和加筋單獨制作，需要通過機械連接或膠接的方法連接各個部件，從而導致了整體工序較為復雜，增加了生產成本，且機械加工過程中，容易破壞纖維的連續性，造成整體性能和穩定性有所降低。 201710129412.9公開了一種復合材料T型加筋壁板成型工裝及成型方法，該方法采用蒙皮成型平板、蒙皮成型蓋板、定位銷和用于T型筋條鋪貼成型的T型筋條成型單元為工裝，通過在蒙皮成型蓋板上預留筋條定位槽使筋條準確定位，并采用蒙皮蓋板使蒙皮區域均勻受壓，采用筋條成型蓋板使壁板結構加強筋腹板外型面尺寸公差得到有效控制。該方法，提高整體大型壁板結構的剛性和強度，更有效地提高結構整體工藝質量，同時節省了工藝制備周期及成本，但所用工裝和模具較多而且復雜，需要精確的定位槽來定位，并固化后才能脫模，不適用于化學氣相滲透法制備碳/碳、碳/陶復合材料T型結構件。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本發明申請人提供了一種T型結構纖維針刺預制體。本發明采用模塊化的制備方式，將T型結構纖維針刺預制體分成4個模塊分別制備，再采用整體針刺將4個模塊結合。該方法具有操作簡單，模具用量少的特點，同時制備的T型結構纖維針刺預制體尺寸穩定、承載能力強，方便運輸。

本發明的技術方案如下：

一種T型結構纖維針刺預制體，所述預制體的結構包括蒙皮薄層(1)、位于蒙皮薄層(1)上呈對稱L形排布的左加強筋(2)和右加強筋(3)；所述預制體采用整體針刺工藝成型。

所述蒙皮薄層(1)通過網胎和纖維布按照一定順序平鋪后針刺制成。

所述蒙皮薄層(1)為由高性能纖維經過紡織工藝制成的面密度為50-600g/cm²的織物；所述高性能纖維為碳纖維、玻璃纖維、石英纖維、芳綸纖維中的一種或多種；所述織物為平紋、緞紋、斜紋、單向織物或網胎；所述蒙皮薄層(1) 由10-100層織物疊層形成，厚度為5-25mm。

所述左加強筋(2)和右加強筋(3)通過網胎和纖維布按一定順序進行轉角折疊鋪層針刺形成。