CN104085119A - 一种带预应力的管状构件快速成型方法 - Google Patents

一种带预应力的管状构件快速成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带预应力的管状构件快速成型方法，成型前可以卷绕以节省空间和总量，现场成型工艺简单，解决了市场上管状构件、尤其是大型管状构件运输成本高、甚至难以运输的问题，增强材料(如连续玻璃纤维)具备一定的预应力，处于预张紧状态，具有极好的机械性能和理化性能，成型工艺成型快速简单，同时可以现场按需成型，避免材料浪费，可以极大地降低成本，具有广阔的市场前景。

Description

一种带预应力的管状构件快速成型方法
技术领域
本发明涉及一种管状构件的制备方法，尤其涉及一种带预应力的管状构件快速成型方法。
背景技术
在现有的管状构件(包括复合材料管状构件)中，绝大多数均为预制定尺寸管状构件，应用时需要运输至使用现场再用专用工具切割成相应长度使用，复合材料管状构件往往采用缠绕等工艺制作，制造需要专业专门的设备，成本高。其缺点在于：
1)成型时纤维处于自由状态，成型后管状构件性能差；
2)预制管状构件运输费用昂贵，管状构件为中空，管状构件体积大，有效装载数量少；
3)预制管状构件需要现场专业工具或人工切割，安装复杂，工作量大，需要大量的人力物力；
4)预制管状构件现场切割时，多余的料头浪费严重。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种带预应力的管状构件快速成型方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种带预应力的管状构件快速成型方法，包括以下步骤：
(1)将卷绕好的成型前的快速成型管状构件运输至现场后，按需用长度裁剪，由空气压缩机产生的气压经调压后充填入快速成型管状构件的内密封层内，进入下一步骤；
(2)压缩空气使内密封层扩张成设定的尺寸，扩张的内密封层依次使内工艺功能辅助层、复合材料层、外工艺功能辅助层和外密封层扩张至相应的尺寸，使增强材料具备一定的预应力，处于预张紧状态，进入下一步骤；
这时复合材料层达到既定的尺寸，增强材料(如连续玻璃纤维)具备一定的预应力，处于预张紧状态，具有极好的机械性能。
(3)用真空设备将内密封层和外密封层之间的空气抽走，在验证整个系统密封不漏气后即可导入树脂，树脂在内工艺功能辅助层和外工艺功能辅助层的协同作用下均匀渗透复合材料层，待树脂完全浸润复合材料层后即可停止导入，等待树脂固化；
(4)树脂固化后即可依据性能要求去除或保留内密封层、外密封层和内工艺功能辅助层、外工艺功能辅助层，承力主体为固化后的复合材料层。
本发明的有益效果在于：
本发明提供了一种带预应力的管状构件快速成型方法，成型前可以卷绕以节省空间和总量，现场成型工艺简单，解决了市场上管状构件、尤其是大型管状构件运输成本高、甚至难以运输的问题，增强材料(如连续玻璃纤维)具备一定的预应力，处于预张紧状态，具有极好的机械性能和理化性能，成型工艺成型快速简单，同时可以现场按需成型，避免材料浪费，可以极大地降低成本，具有广阔的市场前景。
附图说明
图1为本发明中带预应力的管状构件的结构示意图；
图2为本发明中带预应力的管状构件成型后的结构示意图。
图中：1-内密封层，2-内工艺功能辅助层，3-复合材料层，4-外工艺功能辅助层，5-外密封层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1和图2所示，本发明中的带预应力的管状构件，包括环形复合材料层3，复合材料层3的内表面设有内工艺功能辅助层2，内工艺功能辅助层2的内表面设有内密封层1；复合材料层3的外表面设有外工艺功能辅助层4，外工艺功能辅助层4的外表面设有外密封层5。
本发明一种带预应力的管状构件快速成型方法，包括如下步骤：
(1)将卷绕好的成型前的快速成型管状构件运输至现场后，按需用长度裁剪产品，由空气压缩机产生的气压经调压后充填入内密封层1内；
(2)压缩空气使内密封层1扩张成设定的尺寸，扩张的内密封层1依次使内工艺功能辅助层2、复合材料层3、外工艺功能辅助层4和外密封层5扩张至相应的尺寸，这时复合材料层3达到既定的尺寸，增强材料(如连续玻璃纤维)具备一定的预应力，处于预张紧状态，具有极好的机械性能；
(3)用真空设备将内密封层1和外密封层5之间的空气抽走，在验证整个系统密封不漏气后即可导入树脂，树脂在内工艺功能辅助层2和外工艺功能辅助层4的协同作用下均匀渗透复合材料层2，待树脂完全浸润复合材料层3后即可停止导入，等待树脂固化；
(4)树脂固化后即可依据性能要求去除或保留内密封层1、外密封层5和内工艺功能辅助层2、外工艺功能辅助层4，承力主体为固化后的复合材料层3。
复合材料层3为管状构件主体；内工艺功能辅助层2和外工艺功能辅助层4为使真空导入工艺能有效完成的辅助材料层。内密封层1和外密封层5为使真空导入工艺能有效完成的真空密封材料，同时为保证管状构件尺寸的定形件。
本发明的带预应力的快速成型管状构件在成型前可以卷绕以方便存放和运输，可以现场成型，并可以按需用量成型。管状构件快速成型工艺成型的管状构件机械和理化性能优异，可替代现有的绝大多数管状构件。可根据管状构件使用压力等性能要求，可预先设计复合材料层的厚度，纤维种类等设计参数，并可按使用要求，设计为变径管状构件。
管状构件快速成型工艺成型后，依据性能要求，内外工艺功能辅助层和内外密封层均可以去除，亦可以保留。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (1)

1.一种带预应力的管状构件快速成型方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将卷绕好的成型前的快速成型管状构件运输至现场后，按需用长度裁剪，由空气压缩机产生的气压经调压后充填入快速成型管状构件的内密封层内，进入下一步骤；
(2)压缩空气使内密封层扩张成设定的尺寸，扩张的内密封层依次使内工艺功能辅助层、复合材料层、外工艺功能辅助层和外密封层扩张至相应的尺寸，使增强材料具备一定的预应力，处于预张紧状态，进入下一步骤；
(3)用真空设备将内密封层和外密封层之间的空气抽走，在验证整个系统密封不漏气后即可导入树脂，树脂在内工艺功能辅助层和外工艺功能辅助层的协同作用下均匀渗透复合材料层，待树脂完全浸润复合材料层后即可停止导入，等待树脂固化，进入下一步骤；
(4)树脂固化后即可依据性能要求去除或保留内密封层、外密封层和内工艺功能辅助层和外工艺功能辅助层，承力主体为固化后的复合材料层。
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