CN106113524A - 一种预浸带、混纤纱编织物的缝编及其压制成型方法 - Google Patents

一种预浸带、混纤纱编织物的缝编及其压制成型方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106113524A
CN106113524A CN201610486817.3A CN201610486817A CN106113524A CN 106113524 A CN106113524 A CN 106113524A CN 201610486817 A CN201610486817 A CN 201610486817A CN 106113524 A CN106113524 A CN 106113524A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fabric
fiber yarn
prepreg tape
fiber
mixed fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610486817.3A
Other languages
English (en)
Inventor
周晓东
郭兵兵
李靖
曾铮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
East China University of Science and Technology
Original Assignee
East China University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by East China University of Science and Technology filed Critical East China University of Science and Technology
Priority to CN201610486817.3A priority Critical patent/CN106113524A/zh
Publication of CN106113524A publication Critical patent/CN106113524A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/34—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
    • B29C70/345—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation using matched moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing

Abstract

本发明涉及一种连续纤维增强热塑性树脂预浸带编织物或连续纤维增强混纤纱编织物经过缝纫后，用于制备复合材料板材的方法。该方法利用缝纫纤维纱线对预浸带编织物或混纤纱编织物进行缝纫，缝纫线方向通常垂直于纤维束方向或与纤维束成45度，缝纫线对预浸带编织物或混纤纱编织物中的纤维形成约束，防止增强纤维发生横向位移，将缝纫好的编织物进行铺层，并通过加热，加压，保温，冷却定型等过程，获得密实，高性能的连续纤维增强复合材料板材。

Description

一种预浸带、混纤纱编织物的缝编及其压制成型方法
技术领域
本发明涉及一种连续纤维增强热塑性预浸带编织物，连续增强纤维与热塑性树脂纤维混纤纱编织物经过缝编后制备复合材料板材的方法。
背景技术
纤维增强复合材料具有高比强度、高比模量，良好的抗疲劳性和抗腐蚀性能等一系列优点，在航空、航天、汽车、轨道交通、船舶等方面得到越来越广泛的应用。由于复合材料越来越多的被应用于主承力构件上，因此复合材料的损伤容限和耐久性问题越来越被人们所关注。目前复合材料的基体一般使用的是热固性环氧树脂或热塑性树脂，因此复合材料沿厚度方向的强度比较低，对横向载荷特别是低速冲击载荷非常敏感，容易发生分层破坏。在生产制造、运输、安装维护环节中，如人脚踩踏、工具坠落、道路上石头碰撞等低能冲击，都可能引起复合材料内部形成分层破损。这类材料内部形成的分层破坏会影响零部件的承载能力，导致复合材料承载能力的显著下降，且分层破坏一般难以被提前发现，对产品的安全性构成了极大的威胁。
发明内容
本发明旨在提供一种预浸带编织物，混纤纱编织物缝编压制成型的方法在预浸带编织物或混纤纱编织物制备复合材料板材的成型过程中，在高温高压条件下，预浸带中纤维会随树脂的流动发生位置移动，导致纤维的取向混乱，严重影响板材的性能，同时，由于不能施加较高的成型压力，会导致材料内部孔隙率过高。
该方法利用纤维纱线对预浸带编织物或混纤纱编织物进行缝纫，利用垂直于增强纤维方向的缝纫线，对预浸带编织物或混纤纱编织物中的纤维形成约束，能够有效阻止预浸带编织物和混纤纱编织物中单向纤维在加热，加压状态下的横向流动问题，同时也可以提高热压成型时的压力和温度，降低制品的孔隙率，所获得的连续纤维增强复合材料板材，能够充分发挥纤维的增强作用，提高材料的力学性能。
本发明中的制备工艺是通过以下步骤实现的：
步骤（1）首先制备连续纤维增强热塑性树脂浸渍预浸带，以及连续纤维混纤纱；所用增强纤维可以是玻璃纤维，碳纤维，玄武岩纤维等，基体树脂和基体纤维包括：聚烯烃树脂及纤维、尼龙树脂及纤维、聚醚醚酮树脂及纤维、聚苯硫醚树脂及纤维等等。除了基体树脂和增强纤维，体系中也可以添加抗氧剂，抗紫外剂，阻燃剂等。无论是预浸带还是混纤纱，体系中的纤维要具有良好的分散及浸渍效果，
步骤（2）在预浸带和混纤纱编织物上缝纫纤维纱。可以采用工业缝纫机，所用纱线可以是：玻璃纤维，芳纶纤维，等等，但不限于这几类，也包括其它可以进行缝纫的有机或无机纤维。缝纫纱线的方向一般取与预浸带（混纤纱主方向）纤维成±45度，90度。缝线间距一般取5-30mm。
步骤（3）进行铺层设计，一般为对称设计，且上下表面的两个铺层表面的缝纫线更为紧密。铺层方向一般为±45度，90度，0度等。
步骤（4）采用多层预浸带缝合，或者采用多层混纤纱缝合；先将预浸带或混纤纱依据零件样式进行裁剪，然后按照设计的铺层结构进行铺层，铺层完成后，再采用工业缝纫机，用纱线缝合。所用纱线可以是：玻璃纤维，芳纶纤维，等等，但不限于这几类，也包括其它可以进行缝纫的有机或无机纤维。缝纫纱线的方向一般取与预浸带（混纤纱主方向）纤维成±45度，90度。缝线间距一般取10-50mm。
步骤（5）将缝合好的预制件放在模压机上；先进行冷压排气，再加压升温，根据基体材料的不同，选择合适的压制温度，当压机温度达到指定温度时，保温保压30min左右，然后降温冷却，冷却至室温时，脱膜得到制品。
制备的连续纤维增强热塑性复合材料板材具有优异的力学性能和低的孔隙率，可以通过模压或冲压成型制备零件，应用在轨道交通，物流运输等领域。
为了方便对本发明目的、技术特征及其效用，做进一步的认识，现举实施例如下：
附图说明：
图1混纤维编织物单片缝纫示意图
图2＋45度预浸带单片缝纫示意图
图3－45度预浸带单片缝纫示意图
图4预浸带及混纤纱单片铺层示意图
图5预制件多层缝合示意图
具体实施方式：
原料：玻璃纤维和PA6纤维混纤纱编织物，单向的玻璃增强PA6预浸带。
首先对单层的预浸带，混纤纱织物按照针距5mm，行距50mm，在工业缝纫机上采用玻璃纤维混纤纱缝纫，如图1，图2，图3所示。
将缝纫好的预浸带和混纤纱织物按照图4的顺序铺层，形成预制件。铺层顺序为：+45/+45/+45/+45/(90/0)4/-45/-45/-45/-45。
在预制件上按照图5所示进行多层缝合处理，进一步增强复合材料的层间性能。
在模压机上压制板材。工艺条件：上模250℃，中模250℃，下模250℃。压力2MPa。保压时间35min。然后冷却，卸压，脱模。得到复合板材。
得到的复合板材其性能如下：+45及-45度方向，弯曲强度>550MPa，弯曲模量>19GPa。

Claims (4)

1.一种对连续纤维增强热塑性树脂预浸带编织物，连续纤维增强热塑性树脂混纤纱编织物进行缝纫处理，并应用于制备复合材料板材及复合材料制品的方法；其特征在于，利用有捻或无捻的纤维纱线，比如：玻璃纤维，芳纶纤维，碳纤维，玄武岩纤维等有机或无机纤维，对预浸带编织物，混纤纱编织物进行缝纫，对预浸带编织物和混纤纱编织物内的纤维在面内形成约束，并通过热压，冷却定型获得高性能复合材料板材。
2.该缝纫方法其特征在于，采用有机或无机纤维纱线，按照不同的间隔，不同的缝纫方向对预浸带编织物，混纤纱编织物进行缝纫，使编织物中纤维在横向上受到缝纫线的约束；在预浸带编织物，混纤纱编织物铺层压制成型时，可以承受更大的成型压力和更高的温度，使复合材料板材内部的孔隙率更低，板材的力学性能更好。
3.根据权利要求1所述的织物，包括预浸带编织物和混纤纱编织物，编织物的种类可以是平纹，斜纹，缎纹及不同经纬向比例的编织物。
4.根据权利要求2所述的缝纫方法，其特征在于：在单片预浸带编织物或混纤纱织物上采用工业缝纫机缝纫，或者工业编织机编织的方法，将纤维纱线缝纫到织物上形成固定作用；对于多层片材，采用纤维纱线三维编织或缝纫到预浸带编织层或混纤纱编织层中，起到固定编织物中纤维的作用。
CN201610486817.3A 2016-06-29 2016-06-29 一种预浸带、混纤纱编织物的缝编及其压制成型方法 Pending CN106113524A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610486817.3A CN106113524A (zh) 2016-06-29 2016-06-29 一种预浸带、混纤纱编织物的缝编及其压制成型方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610486817.3A CN106113524A (zh) 2016-06-29 2016-06-29 一种预浸带、混纤纱编织物的缝编及其压制成型方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106113524A true CN106113524A (zh) 2016-11-16

Family

ID=57265843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610486817.3A Pending CN106113524A (zh) 2016-06-29 2016-06-29 一种预浸带、混纤纱编织物的缝编及其压制成型方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106113524A (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106863838A (zh) * 2017-03-13 2017-06-20 华东理工大学 一种连续纤维编织物增强热塑性复合材料的制备方法
CN106915002A (zh) * 2017-03-13 2017-07-04 华东理工大学 一种单向预浸带缝纫模压制备复合材料板材的方法
CN107443829A (zh) * 2017-09-12 2017-12-08 吉林大学 缝合连接的麻纤维编织增强发泡夹层结构复合材料及其制备方法
CN111421843A (zh) * 2020-03-31 2020-07-17 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种复合材料的缝合方法
CN111730922A (zh) * 2019-03-25 2020-10-02 东莞市千岛金属锡品有限公司 一种雷达回波衰减复合材料及其制备方法
CN112248470A (zh) * 2020-09-27 2021-01-22 江苏恒神股份有限公司 一种碳纤维经编织物产品及其制备方法与生产设备
WO2022236872A1 (zh) * 2021-05-14 2022-11-17 南方科技大学 一种连续纤维增强复合材料的增材制造方法
WO2023206639A1 (zh) * 2022-04-25 2023-11-02 叶金蕊 一种混编纤维增强复合材料及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104859155A (zh) * 2015-05-11 2015-08-26 华东理工大学 一种具有三维结构的连续纤维增强热塑性板材的制备方法
CN105313350A (zh) * 2015-11-17 2016-02-10 山东中恒碳纤维科技发展有限公司 一种三维编织预制体织物的混缝复合材料成型方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104859155A (zh) * 2015-05-11 2015-08-26 华东理工大学 一种具有三维结构的连续纤维增强热塑性板材的制备方法
CN105313350A (zh) * 2015-11-17 2016-02-10 山东中恒碳纤维科技发展有限公司 一种三维编织预制体织物的混缝复合材料成型方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106863838A (zh) * 2017-03-13 2017-06-20 华东理工大学 一种连续纤维编织物增强热塑性复合材料的制备方法
CN106915002A (zh) * 2017-03-13 2017-07-04 华东理工大学 一种单向预浸带缝纫模压制备复合材料板材的方法
CN107443829A (zh) * 2017-09-12 2017-12-08 吉林大学 缝合连接的麻纤维编织增强发泡夹层结构复合材料及其制备方法
CN111730922A (zh) * 2019-03-25 2020-10-02 东莞市千岛金属锡品有限公司 一种雷达回波衰减复合材料及其制备方法
CN111421843A (zh) * 2020-03-31 2020-07-17 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种复合材料的缝合方法
CN112248470A (zh) * 2020-09-27 2021-01-22 江苏恒神股份有限公司 一种碳纤维经编织物产品及其制备方法与生产设备
WO2022236872A1 (zh) * 2021-05-14 2022-11-17 南方科技大学 一种连续纤维增强复合材料的增材制造方法
WO2023206639A1 (zh) * 2022-04-25 2023-11-02 叶金蕊 一种混编纤维增强复合材料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106113524A (zh) 一种预浸带、混纤纱编织物的缝编及其压制成型方法
US7919030B2 (en) Method for producing single- or multi-layered fiber preforms by the TFP Process as well as a fixing thread and backing layer
US8883660B2 (en) Woven preform, composite, and method of making thereof
CN102935721B (zh) 一种纤维复合材料开孔制件的补强片设计及补强方法
CN101342807A (zh) 一种泡沫夹芯整体结构复合材料及其制备方法
US20170282491A1 (en) Veil-stabilized composite with improved tensile strength
JPWO2007099825A1 (ja) プリフォーム用の強化繊維基材など、およびその強化繊維基材の積層体の製造方法など
JP2008517812A (ja) 中間層が不織連続材料で形成された複合部材を形成するための方法およびプリフォーム
US20130252497A1 (en) Thermoplastic fibre, hybrid yarn, fibre perform and method for producing fibre performs for fibre composite components, in particular high performance fibre composite component, using the same, fibre composite component and method for producing fibre composite components, in particular high performance fibre composite components
CN101417518A (zh) 双面-单针-底线-缝纫技术
WO2017212835A1 (ja) 複合材部品用の強化基材、複合材部品およびそれらの製造方法
JP5336225B2 (ja) 多軸ステッチ基材とそれを用いたプリフォーム
CN106903936A (zh) 一种高性能纤维三维预成型体成型方法
JP4940644B2 (ja) ２軸ステッチ基材およびプリフォーム
JP5151499B2 (ja) 繊維補強複合材料の成形方法及び繊維補強複合材
CA2780574C (en) Layered composite component
JP2007152672A (ja) ３次元繊維強化樹脂複合材及び３次元織物
CN100363546C (zh) 一种适用于纤维复合材料及其夹层结构缝合的方法
US20170246814A1 (en) Thermoplastic fiber, hybrid yarn, fiber perform and method for producing fiber performs for fiber composite components, in particular high performance fiber composite component, using the same, fiber composite component and method for producing fiber composite components, in particular high performance fiber composite components
JP2019155730A (ja) フィラメントワインディング（ｆｗ）法によるｕｄライクな繊維強化複合シートの製造方法
US11794443B2 (en) Fabric containing unidirectional reinforcement fibre
KR20170140587A (ko) 보강 섬유가 스티칭된 다층 복합재 및 그 제조방법
JP2008246675A (ja) Ｆｒｐ中空成形品の内圧成形法
JP6650296B2 (ja) 繊維強化プラスチック用基材、繊維強化プラスチック用多層基材、繊維強化プラスチック用プリフォーム及びその製造方法
CN106915002A (zh) 一种单向预浸带缝纫模压制备复合材料板材的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20161116

RJ01 Rejection of invention patent application after publication