[發明專利]一種濕法纏繞成型復合材料矩形梁模具及其使用方法

有效

• 申請號: 202010595660.4
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111702993B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 薛浩;唐鵬軒;蔡雷;李培啟
• 申請（專利權）人: 徐州海倫哲特種車輛有限公司
• 主分類號: B29C33/00
• 分類號: B29C33/00;B29C70/30;B29C70/54
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 陸志斌

本發明公開了一種濕法纏繞成型復合材料矩形梁模具及其使用方法，在矩形模具外表面套上密封層后將其安裝在纏繞機上；然后按制品四角區域的厚度設計矩形模具外表面纖維鋪層并進行濕法纏繞，纏繞完成后在四個側面安裝組合外模擠壓纖維鋪層到設計的外形尺寸；最后整體進入固化爐進行固化，固化完全后脫模并修正矩形梁制品外表面；其通過模具的設計和工藝的改進，制備的矩形梁類制品四面中心區域向內凸起，矩形梁外表面規整，減少對外表面的加工，避免對纖維的切斷，矩形梁整體性好，力學性能和抗疲勞性能更優異。

技術領域

本發明涉及復合材料結構領域，具體涉及一種濕法纏繞成型復合材料矩形梁模具及其使用方法。

背景技術

復合材料矩形梁因其結構整體性好、抗彎性能優異，在一些復合材料桁架結構、絕緣型高空作業車絕緣臂等領域應用廣泛。復合材料濕法纏繞是將玻璃纖維紗或纖維布帶浸漬樹脂膠液后纏繞至芯模上形成制品的一種工藝。復合材料矩形梁可采用布轉制工藝、拉擠和纖維濕法纏繞等工藝，濕法纏繞工藝因其纖維鋪層可靈活設計、綜合力學性能優異的特點，是制備矩形梁的理想成型工藝。然而矩形空心梁在濕法纏繞制備時，由于纖維著力點在矩形模具的四個角區域、張力大，而矩形四個面中心區域纖維張力小，因此纏繞成型后，矩形梁四面中心區域樹脂含量高，壁厚比四個角區域厚很多。如果中心模具采用鋼模，制品四面中心區域厚度厚向外凸起，不平整。即使采用外力加壓，也不能壓平。然而，很多矩形梁，比如高空作業車矩形絕緣臂要求外形為規整矩形，方便絕緣臂平穩收縮，通常采用的方法是復合材料固化后，對外表面進行加工，切除四面中心區域壁厚的部分，因此切斷了纏繞纖維，嚴重影響復合材料矩形梁整體力學性能和耐疲勞性。

發明內容

針對上述存在的技術不足，本發明的目的是提供一種濕法纏繞成型復合材料矩形梁模具及其使用方法，其通過模具的設計和工藝的改進，制備的矩形梁類制品四面中心區域向內凸起，矩形梁外表面規整，減少對外表面的加工，避免對纖維的切斷，矩形梁整體性好，力學性能和抗疲勞性能更優異。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

本發明提供一種濕法纏繞成型復合材料矩形梁模具，具體包括如下步驟：

包括矩形模具，所述矩形模具的四邊側面上開設有鏤空區域，所述矩形模具的外圓周側面上套有一圈密封層，所述密封層的內圓周長與矩形模具外圓周長相同，所述矩形模具的外圍還設有用于擠壓矩形梁的組合外模，所述組合外模由若干個拼接在一起的外模板組成，所述矩形模具、所述密封層以及所述組合外模的寬度相同。

優選地，所述密封層的材質選用橡膠或塑料。

優選地，所述矩形模具的材質選用Q235鋼。

優選地，所述鏤空區域的長度占其所在矩形模具側面長度的1/3～1/2。

本發明還提供一種上述濕法纏繞成型復合材料矩形梁模具的使用方法，具體包括如下步驟：

S1、在矩形模具外側面套上一圈密封層后，將整個矩形模具安裝在纏繞機上；

S2、根據所需制品矩形梁四角區域的厚度設計纖維鋪層并進行濕法纏繞；

S3、濕法纏繞完成后，在矩形模具的四個側邊使用組合外模，將若干個外模板慢慢向內合攏擠壓纖維鋪層，當相鄰兩個外模板的端點均貼在一起時纖維鋪層被擠壓到設計的外形尺寸；

S4、將步驟S3中制成的整體部件送入固化爐進行固化；

S5、固化完全后拆掉組合外模，將形成的矩形梁外表面適當修整得到設計外形尺寸。

本發明的有益效果在于：本方法中磨具機構簡單，操作方便，其制備的矩形梁類制品四面中心區域向內凸起，矩形梁外表面規整，減少了對外表面的加工，避免了對纖維的切斷，矩形梁整體性好，力學性能和抗疲勞性能優異。

附圖說明