[發(fā)明專利]一種純連續(xù)碳纖維結(jié)構(gòu)的碳纖維板材預(yù)制體制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011569828.0
• 申請(qǐng)日: 2020-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN112624779A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅昆鵬;趙海軍;王福利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 凱本（天津）新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/80
• 分類號(hào): C04B35/80;C04B35/83
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11616
• 代理人: 韋海英

1.一種純連續(xù)碳纖維結(jié)構(gòu)的碳纖維板材預(yù)制體制備方法，其特征在于，包括：

(1)按所需板材預(yù)制體尺寸及密度要求設(shè)計(jì)好平紋布的克重與幅寬，并編織成相應(yīng)碳布；

(2)根據(jù)對(duì)應(yīng)的板材預(yù)制體尺寸及密度要求裁切碳布；

(3)將裁切碳布平鋪在EVA(乙烯-乙酸乙烯共聚物)軟氈板上，使平鋪厚度達(dá)到需要的設(shè)計(jì)值，初次鋪層厚度值不能超過(guò)縫制針1直筒段長(zhǎng)度；

(4)利用定位工裝1及穿碳纖維絲的縫紉針1，按定位工裝設(shè)計(jì)的間距，逐個(gè)向下刺穿碳布層，然后再提出碳布層，縫紉針上的碳絲被固定在EVA軟氈上，如此反復(fù)，直至設(shè)計(jì)產(chǎn)品尺寸全覆蓋；

(5)如設(shè)計(jì)產(chǎn)品尺寸厚度大于縫制針1直筒段長(zhǎng)度，則在已縫好的第一次基礎(chǔ)上繼續(xù)鋪層平紋碳布，第二次鋪層厚度也不能超過(guò)縫制針1直筒段長(zhǎng)度，重復(fù)步驟4，繼續(xù)縫織；

(6)重復(fù)步驟5,直至板材預(yù)制體厚度達(dá)到要求；

(7)脫模以及裁剪邊角余量，然后利用縫針2穿碳纖維板邊緣上下連續(xù)固定，實(shí)現(xiàn)碳纖維板鎖邊目的，保證整個(gè)縫織板材的整體性；

(8)完成板材預(yù)制體四邊鎖邊后，獲得要求設(shè)計(jì)要求的純連續(xù)碳纖維板預(yù)制體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種純連續(xù)碳纖維結(jié)構(gòu)的碳纖維板材預(yù)制體制備方法，其特征在于，

(2a)步驟(1)中所述所需碳布幅寬與克重設(shè)計(jì)，依據(jù)所需板材預(yù)制體尺寸與密度要求進(jìn)行，計(jì)算方法如下：

碳布幅寬＝所需板材預(yù)制體寬(或長(zhǎng))*N+(20～50)mm；

N為板材預(yù)制體數(shù)量；

碳布克重＝設(shè)計(jì)產(chǎn)品密度*單層碳布縫制工況下的厚度；

一般單層碳布厚度取值0.3-0.5mm。

(2b)步驟(2)中所述按設(shè)計(jì)板材預(yù)制體尺寸對(duì)碳布長(zhǎng)度方向進(jìn)行裁切，裁切碳布長(zhǎng)度計(jì)算如下，裁切部位用透明膠帶粘貼，以防裁切過(guò)程中碳絲脫落。

碳布長(zhǎng)度＝所需板材預(yù)制體幅長(zhǎng)(或?qū)?+(20～50)mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種純連續(xù)碳纖維結(jié)構(gòu)的碳纖維板材預(yù)制體制備方法，其特征在于，步驟(3)中所述EVA(乙烯-乙酸乙烯共聚物)軟氈厚度不低于10mm，一般取20-30mm之間。裁切碳布上下鋪層做到四邊平齊。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種純連續(xù)碳纖維結(jié)構(gòu)的碳纖維板材預(yù)制體制備方法，其特征在于，

(4a)步驟(4)中所述定位行程即為X方向的縫織間距，設(shè)計(jì)間距范圍是3-50mm之間，定位工裝一側(cè)設(shè)置有鋸形齒，鋸形齒頂點(diǎn)即本排定位刺入點(diǎn)，定位工裝靠近鋸形齒一側(cè)設(shè)置有用于定位上一排纖維刺入的定位孔，定位工裝兩處頂點(diǎn)的間距即設(shè)計(jì)縫纖維間距X，X取1-2根纖維的寬度；頂點(diǎn)至孔間距即為本排與上排纖維間距Y，其與X值一致。

(4b)步驟(4)所述縫紉針結(jié)構(gòu)為雙針布置結(jié)構(gòu)的縫紉針2，縫紉針2的一端設(shè)置有縫紉針尖，靠近縫紉針尖一側(cè)設(shè)置有穿入纖維的孔，穿入纖維的孔的一側(cè)設(shè)置有直筒段，直筒段一側(cè)設(shè)置有固定大頭，縫紉針2的兩針間距即為Y方向的編織間距，設(shè)計(jì)為3-50mm之間。

(4c)步驟(4)所述縫紉碳纖維絲為12K、6k、3k碳纖維絲，優(yōu)選進(jìn)口6K或3K碳纖維絲。

(4d)步驟(4)所述縫紉針上的碳纖維絲縫織前需過(guò)水濕潤(rùn)一下，用于提高表面的潤(rùn)滑性。

(4e)步驟(4)所述縫紉針的穿刺深度為20-30mm之間，可以有效提高表面的潤(rùn)滑性。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的的一種純連續(xù)碳纖維結(jié)構(gòu)的碳纖維板材預(yù)制體制備方法，其特征在于，步驟(5)所述第二次鋪層的縫制區(qū)間與第一次的一致。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的的一種純連續(xù)碳纖維結(jié)構(gòu)的碳纖維板材預(yù)制體制備方法，其特征在于，步驟(6)重復(fù)鋪層平紋碳布的鋪層厚度與步驟(5)厚度一致。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的的一種純連續(xù)碳纖維結(jié)構(gòu)的碳纖維板材預(yù)制體制備方法，其特征在于，

(6a)步驟(7)所述縫織完成的裁邊，裁邊距離離縫紉線處有10-30mm的間距。

(6b)步驟(7)所述縫邊用縫針2一端設(shè)置有穿纖維孔，另一端設(shè)置有縫紉針尖，其縫編碳絲間距范圍為5-50mm，縫編路線可為Z型或O型。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的的一種純連續(xù)碳纖維結(jié)構(gòu)的碳纖維板材預(yù)制體制備方法，其特征在于，步驟(8)所述板材預(yù)制體四邊鎖邊時(shí)需進(jìn)行防塵處理。