CN102285123A - 一种异形复合材料制品的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于复合材料加工技术领域，本发明涉及的异形复合材料制品制造方法，采用与目标产品外形相近的预编织织物罩作为增强材料，直接铺层，按通用复合材料成型工艺成型，经后处理得到异形复合材料产品。无需织物裁切，避免了增强材料的浪费，材料有效利用率可达95%以上；主体增强材料无搭接，无补强，不存在结构薄弱点，产品性能稳定，质量一致性好。本发明涉及的异形复合材料制品制造方法，适用于异形结构复合材料制品的制造，特别是大型异型复合材料构件的制造加工。

Description

一种异形复合材料制品的制造方法

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，涉及复合材料加工技术，特别涉及异形复合材料构件加工技术。

背景技术

复合材料制品大量采用纤维织物增强方式，一般采用织物铺层方式制坯，对于异形复合材料制品，通过剪裁、铺叠方式进行。织物剪裁导致材料利用率降低；叠合时不可避免会有织物搭接，导致成型产品性能不均一。复合材料异型管道、壳体、头盔等复合材料构件，均是采用将织物裁切成一定形状后，将裁切后的料片依次层层交错叠置，并采用局部补强的方法进行铺层；在拐角及口径骤变部位存在裁切及搭接，导致结构薄弱点的存在，局部补强后产品厚薄不均，操作过程中随时需要不同程度的修剪，材料利用率低（小于80%），过程控制复杂，人为影响因素多，影响产品质量一致性和产品性能稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种材料利用率高、成本低、生产效率高、产品质量均一、性能稳定的异形复合材料制品的制造方法。

本发明的目的是这样实现的，采用与目标产品外形相近的预编织织物罩作为增强材料，直接铺层，按通用复合材料成型工艺成型，经后处理得到异形复合材料产品。

本发明涉及的异形复合材料制品制造方法，包括增强体制坯、成型及后处理过程，其特征在于：制坯过程包括采用依目标产品结构设计的织物罩作为增强体，由织物罩铺叠制得干坯，采用树脂传递模塑工艺成型产品。

本发明涉及的异形复合材料制品制造方法，包括增强体制坯、成型及后处理过程，其特征在于：制坯过程包括采用依目标产品结构设计的织物罩作为增强体，织物罩铺叠制得干坯，采用树脂传递模塑工艺浸渍增强体，热压成型产品。

本发明涉及的异形复合材料制品制造方法，包括增强体制坯、成型及后处理过程，其特征在于：制坯过程包括采用依目标产品结构设计的织物罩为增强体，胶液浸渍织物罩，预浸织物罩铺叠制坯，固化成型产品。

本发明涉及的异形复合材料制品制造方法，其特征在于：所述织物罩的编织方式选自平纹、斜纹、缎纹、篮纹、席纹、多向缝编及针织中的一种。

本发明涉及的异形复合材料制品制造方法，其特征在于：所述织物罩铺层结构中，各层材质、编织方式彼此独立。

本发明涉及的异形复合材料制品制造方法，主体增强材料无搭接，无补强，不存在结构薄弱点，产品性能稳定，质量一致性好。

本发明涉及的异形复合材料制品制造方法，无需织物裁切，避免了增强材料的浪费，材料有效利用率可达95%以上，降低了材料成本。

本发明涉及的异形复合材料制品制造方法，制坯工序由程序控制的自动化三维或多维编织设备完成，人为影响因素少，制坯效率高，降低了加工成本。

本发明涉及的异形复合材料制品制造方法，适用于异形结构复合材料制品的制造，特别是大型异型复合材料构件的制造加工。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明涉及的技术方案进行进一步描述，但不作为对本发明保护范围的限制。

实 施 例 一

以M型美式头盔为例说明头盔盔壳的制造方法。

对M型美式头盔进行数据整理并编制编织程序，采用徐州恒辉编制机械有限公司生产的130系列纤维编织机将日本帝人公司生产的1680dtex纤维编织纤维织物罩，编织类型为缎纹，厚度为0.5mm，编织数量为16个。取江苏双多化工有限公司生产的681环氧树脂配制胶液500g，用细毛刷蘸取混合均匀的胶液，均匀地浸渍纤维织物罩，将其放置在通风处晾干，即制成预浸料。将预浸料按照与头盔外形一致的方位层层叠合放置，制成坯料，再放入成型模具中加热至160℃加压至1.5MPa并保持1.0hr后，强制冷却至40℃以下脱模。即制成复合材料防弹头盔盔壳。

该盔壳结构致密，无分层，整体厚度均匀，质量均一、性能稳定，材料利用率达98%，比常规方法降低材料成本约25%，生产效率提高15%。

实 施 例 二

以直径2.0m、厚度10mm的化学溶剂储罐顶盖为例说明顶盖坯体的制造方法。

采集储罐顶盖设计参数、进行数据整理并编制编织程序，采用温岭泰基贵翔机械公司生产的普通类型多向纤维编织机将中材科技股份有限公司特种纤维事业部生产的SC-1200高强玻璃纤维编织纤维织物罩，编织类型为平纹，厚度为0.5mm，编织数量为20个。将纤维织物罩按照与顶盖外形一致的方位层层叠合放置，制成坯料，放入成型模具中，取南昌长兴化工实业有限公司生产的196不饱和聚酯树脂配制胶液60kg，采用树脂传递模塑工艺浸渍增强体，固化成型，得到复合材料储罐顶盖坯体。

该顶盖坯体结构致密，无分层，整体厚度均匀，质量均一、性能稳定，材料利用率达95%，比常规方法降低材料成本约20%。

实 施 例 三

以外廓尺寸长×宽×高=（2.0×1.0×1.0）的大型复合材料周转箱为例说明周转箱坯体的制造方法。

将复合材料箱体设计数据进行整理并编制编织程序，采用温岭泰基贵翔机械公司生产的普通类型多向纤维编织机将青岛合力纤维有限公司生产的高强尼龙纤维兔毛纱编织纤维织物罩，编织类型为席纹，厚度为1.0mm，编织数量为10个，将纤维织物罩按照与周转箱外形一致的方位层层叠合放置，制成坯料；取上海沥高树脂公司生产的580乙烯基酯树脂配制胶液80kg，采用树脂传递模塑工艺浸渍增强体，固化成型，得到复合材料周转箱坯体。

该周转箱坯体结构致密，强度高，质量均一、材料利用率达96%，比常规方法降低材料成本约22%。

实 施 例 四

以中型X光机设备防辐射复合材料壳体为例说明设备壳体的制造方法。

将复合材料壳体数据进行整理并编制编织程序，采用徐州恒辉编制机械有限公司生产的230系列纤维编织机将福建思嘉环保材料有限公司生产的高强聚酯纤维编织纤维织物罩，编织类型为篮纹，厚度为1.5mm，编织数量为20个，将纤维织物罩按照与设备壳体外形一致的方位层层叠合放置，制成坯料；取南昌长兴化工实业有限公司生产的196不饱和聚酯树脂配制胶液60kg，采用树脂传递模塑工艺浸渍增强体，固化成型，制成复合材料壳体坯体。

该壳体坯体结构致密，强度高，质量均一、材料利用率达96%，比常规方法降低材料成本约20%。

实 施 例 五

以总长度为1000mm的Ф300mm口径对接Ф500mm口径复合材料管道对接件为例说明管道连接件坯体的制造方法。

将复合材料管道连接件数据进行整理并编制编织程序，采用岭泰基贵翔机械公司生产的通用型多向纤维编织机将泰安汇鑫工程纤维有限公司生产的高强聚丙烯纤维编织纤维织物罩，编织类型为斜纹，厚度为1.0mm，编织数量为30个；将青岛合力纤维有限公司生产的高强尼龙纤维兔毛纱编织纤维织物罩，编织类型为三向缝编，厚度为0.2mm，编织数量为10个。将纤维织物罩按照与管道连接件外形一致的方位且按照1层高强聚丙烯纤维高强玻璃纤维织物罩/1层高强尼龙纤维织物罩的顺序交叉叠合放置，制成坯料；取广东德亿树脂有限公司生产的198不饱和聚酯树脂配制胶液6kg，采用树脂传递模塑工艺浸渍增强体，固化成型，制成复合材料管道连接件坯体。

该连接件坯体结构强度高，质量均一、材料利用率达95%，比常规方法降低材料成本约25%，生产效率提高20%。

Claims (5)

1.一种异形复合材料制品制造方法，包括增强体制坯、成型及后处理过程，其特征在于：采用依目标产品结构设计的织物罩作为增强体。

2. 权利要求1所述的异形复合材料制品制造方法，其特征在于：制坯过程包括采用依目标产品结构设计的织物罩作为增强体，织物罩铺叠制得干坯，采用树脂传递模塑工艺浸渍增强体，热压成型产品。

3. 权利要求1所述的异形复合材料制品制造方法，其特征在于：制坯过程包括采用依目标产品结构设计的织物罩为增强体，胶液浸渍织物罩，预浸织物罩铺叠制坯，固化成型产品。

4. 权利要求1～3所述的任一种异形复合材料制品制造方法，其特征在于：所述织物罩的编织方式选自平纹、斜纹、缎纹、篮纹、席纹、多向缝编及针织中的一种。

5. 权利要求1～3所述的任一种异形复合材料制品制造方法，其特征在于：所述织物罩铺层结构中，各层材质、编织方式彼此独立。