[發明專利]一種新型復合材料封頭鋪覆成型方法及復合材料封頭

在審

• 申請號: 202210135127.9
• 申請日: 2022-02-15
• 公開（公告）號: CN114179388A
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 王鵬飛;宋江;李楊;趙龑浩;岳斌;段一凡
• 申請（專利權）人: 北京玻鋼院復合材料有限公司
• 主分類號: B29C70/22
• 分類號: B29C70/22;B29C70/34;B29C70/54;B29L31/56
• 代理公司: 北京力量專利代理事務所(特殊普通合伙) 11504
• 代理人: 李婷玉

本發明涉及一種新型復合材料封頭鋪覆成型方法及復合材料封頭;包括如下制備步驟：按照設定的復合材料封頭鋪層角度、復合材料鋪層順序和復合材料封頭位置，將剪裁好的預浸料片貼在內芯模外表面，除去預浸料的褶皺和氣泡，達到復合產品厚度，獲得預成型體；將預成型體進行抽真空包覆，放入到熱壓罐中固化或在烘箱中真空袋壓固化，固化后獲得復合材料封頭毛坯；將復合材料封頭內芯模從復合材料封頭毛坯分離出，獲得預制的復合材料封頭；對預制的復合材料封頭修邊和去毛刺處理，獲得復合材料封頭,獲得的復合材料封頭強度高、滿足深海耐壓殼體的要求，相比金屬封頭，重量輕，保證潛水器的行動能力。

技術領域

本發明涉及潛水器封頭成型技術領域，尤其是涉及一種新型復合材料封頭鋪覆成型方法及復合材料封頭。

背景技術

近年來，為了滿足深海軍事安全、資源勘探和商業等不同任務需求，趨向于大潛深、長航程、高航速的高性能輕量化潛水器成為重要發展方向。而耐壓殼作為潛水器的核心部件，其設計需要滿足低重量排水比及高強度和穩定性。耐壓殼殼體封頭作為深海耐壓殼體重要組成部分，目前，深海耐壓殼體兩端封頭都采用鈦合金，而沒有采用全復合材料結構。

隨著復合材料廣泛應用于航空航天領域，復合材料由于其低密度、高強度、高模量、耐疲勞性、耐腐蝕性和較好的可設計性等優異性能。目前，耐壓殼體采用金屬封頭大大增加了殼體重量，影響其行動能力并且增加了連接質量的失效風險。

因此，針對上述問題本發明急需提供一種新型復合材料封頭鋪覆成型方法及復合材料封頭。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型復合材料封頭鋪覆成型方法及復合材料封頭，通過新型復合材料封頭鋪覆成型方法設計以解決現有技術中存在的耐壓殼體采用金屬封頭大大增加了殼體重量，影響其行動能力并且增加了連接質量的失效風險的技術問題。

本發明提供的一種新型復合材料封頭鋪覆成型方法，包括如下制備步驟：

選取復合材料封頭內芯模外表面一條法線為基準線，平行于該法線的纖維方向為0°方向，垂直于該法線的纖維方向為90°方向，與法線呈45°角和-45°角的為預浸布纖維方向，按照設定的復合材料封頭鋪層角度、復合材料鋪層順序和復合材料封頭位置，將剪裁好的預浸料片貼在內芯模外表面，除去預浸料的褶皺和氣泡，達到復合產品厚度，獲得預成型體；

將預成型體進行抽真空包覆，放入到熱壓罐中固化或在烘箱中真空袋壓固化，固化后獲得復合材料封頭毛坯；

將復合材料封頭內芯模從復合材料封頭毛坯分離出，獲得預制的復合材料封頭；

對預制的復合材料封頭修邊和去毛刺處理，獲得復合材料封頭。

優選地，采用熱壓罐進行固化，熱壓罐加溫固化分為兩個階段；其中，第一階段固化溫度為50-100℃，固化時間為1-3h，壓力值為0.6-1.5MPa；第二階段固化溫度為150-200℃，固化時間為2-3h，壓力值為0.6-1.5MPa；降溫至室溫取出。

優選地，熱壓罐固化工藝加溫固化分為兩個階段，其中，第一階段固化溫度為75℃，固化時間為1h，壓力值為1.0MPa；第二階段固化溫度為175℃，固化時間為3h，壓力值為1.0MPa；降至室溫取出。

優選地，采用烘箱中真空袋壓固化，烘箱中持續抽真空，真空度保持在-0.009MPa，加溫分為兩個階段，其中，第一階段固化溫度為50-100℃，固化時間為1-3h；第二階段固化溫度為150-200℃，固化時間為2-3h；降溫至室溫取出。

優選地，采用烘箱中真空袋壓固化，烘箱中持續抽真空，真空度保持在-0.009MPa，加溫分為兩個階段，其中，第一階段固化溫度為75℃，固化時間為1h；第二階段固化溫度為175℃，固化時間為3h；降溫至室溫取出。

優選地，預浸布為碳纖維布。

優選地，復合產品厚度達到10-12mm，獲得預成型體。