[發明專利]一種碳編織纏繞碳纖維發射管及其制造方法

有效

• 申請號: 202011415739.0
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112590244B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 王軍;張彬;李俊;王縣委;馬彥爽
• 申請（專利權）人: 江蘇新揚新材料股份有限公司
• 主分類號: B29C70/30
• 分類號: B29C70/30;B29C70/54;B29C33/58;F41F1/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 陳棟智

本發明公開了一種碳編織纏繞碳纖維發射管的制造方法，包括1）準備纏繞和編織一體的設備和一根橢圓形不銹鋼圓柱作為模具；2）準備纖維和樹脂；3）設計發射管結構；4）對五段區域進行分步鋪層；5）將模具和發射管一起放進烘箱進行后固化處理；6）固化完成后根據設計圖紙進行機械加工得到產品凈尺寸；一種碳編織纏繞碳纖維發射管，發射管分為五段區域，發射管后一段區域長度比前一段區域長度短600mm，后一段區域均覆蓋在前一段區域上面，發射管截面為橢圓形。本發明減少了原材料使用量，從而大大減輕了發射管的重量，并且降低了成本；有效的將傳統濕法纏繞機與圓網編織機結合使用，使得兩種設備的利用率都得到了提升，從而降低了生產成本。

技術領域

本發明涉及發射管領域，特別涉及一種碳編織纏繞碳纖維發射管及其制造方法。

背景技術

發射管使用來發射某些運動裝置的外管，小型發射管有發球器外管、釣魚器發射管，大型發射管火炮發射管、導彈發射管、火箭發射管等等。大多數發射管的材料大部分采用合金鋼，常以中碳鎳鉻鉑合金鋼為主，也有少量增加釩做改性的鋼。為了減輕發射管的重量，近期開始大量研制有機復合材料發射管，由于目前有機復合材料最大耐溫難以超過400℃。所以，目前大部分仍采用金屬與有機復合材料結合的形式來達到相對減重的目的。

現有的發射管復合材料部分大部分采用碳纖維或玻璃纖維浸膠濕法纏繞的工藝方式來實現的。濕法纏繞最大的問題就是難以小角度纏繞（小角度纏繞張力很難保證），為確保發射管長度方向的剛度，就需要兩倍甚至三倍量的纏繞大角度以確保長度方向的剛度，這樣使得發射管壁厚大大增加，因此重量又難以減輕。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術缺陷，提供一種碳編織纏繞碳纖維發射管及其制造方法，有效的減少了原材料使用量，從而大大減輕了發射管的重量，并且降低了成本。

本發明的目的一方面是這樣實現的：一種碳編織纏繞碳纖維發射管的制造方法，包括以下步驟：

步驟1） 準備纏繞和編織一體的設備，準備一根橢圓形不銹鋼圓柱作為模具，將模具安裝至纏繞編織機后，表面涂覆多遍脫模劑，每一遍之間間隔時間不少于15分鐘；

步驟2）準備纖維和樹脂，根據產品的剛度性能要求，采用碳纖維無攆長絲纖維，樹脂選用室溫固化環氧樹脂；

步驟3）設計發射管結構，發射管為筍狀結構，分為五段區域，發射管截面為橢圓形；發射管后一段的長度相比前一段長度短600mm，發射管后面一段都是覆蓋在前一段上面，并且長度逐步遞減；

步驟4）對五段區域進行分步鋪層，利用計算機軟件計算出五段區域鋪層比例，每段區域均采用0°和90°的鋪層組合，90°鋪層采用傳統濕法纏繞工藝，0°鋪層采用編織工藝完成；

步驟5）待纏繞和編織結束產品表面基本固化后，將模具和發射管一起放進烘箱進行后固化處理；

步驟6）固化完成后根據設計圖紙進行機械加工得到產品凈尺寸。

作為本發明的進一步改進，步驟1）中所述橢圓形不銹鋼圓柱尺寸為長6000mm，長徑120mm，短徑60mm。

作為本發明的進一步改進，步驟2）中所述碳纖維無攆長絲纖維采用東麗公司T800-24K碳纖維。

作為本發明的進一步改進，步驟3）中所述發射管總長為4800mm，壁厚范圍在11mm~36mm。

作為本發明的進一步改進，所述步驟4）具體包括以下步驟：

4-1) 首先制作第一段，第一段總厚度11mm，0°鋪層占27%，90°鋪層占73%，第一段詳細的鋪層角度和鋪層厚度為：90°3mm、0°1mm、90°3mm、0°1mm、90°3mm、0°1mm、90°2mm；

4-2) 纏繞第一段前90°3mm厚度采用22根紗，選擇單切點纏繞，根據單層厚度計算，需要纏繞20層；