CN106182817A - 拉挤缠绕复合成型制备复合材料 - Google Patents

拉挤缠绕复合成型制备复合材料 Download PDF

Info

Publication number
CN106182817A
CN106182817A CN201610555970.7A CN201610555970A CN106182817A CN 106182817 A CN106182817 A CN 106182817A CN 201610555970 A CN201610555970 A CN 201610555970A CN 106182817 A CN106182817 A CN 106182817A
Authority
CN
China
Prior art keywords
composite
reinforcing fiber
fiber
pultrusion
prepreg
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
CN201610555970.7A
Other languages
English (en)
Inventor
王瑛玮
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to CN201610555970.7A priority Critical patent/CN106182817A/zh
Publication of CN106182817A publication Critical patent/CN106182817A/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
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B29C70/52—Pultrusion, i.e. forming and compressing by continuously pulling through a die
    • B29C70/521—Pultrusion, i.e. forming and compressing by continuously pulling through a die and impregnating the reinforcement before the die
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B15/00—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
    • B29B15/08—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
    • B29B15/10—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
    • B29B15/12—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length
    • B29B15/122—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length with a matrix in liquid form, e.g. as melt, solution or latex
    • B29B15/125—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length with a matrix in liquid form, e.g. as melt, solution or latex by dipping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B15/00—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
    • B29B15/08—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
    • B29B15/10—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
    • B29B15/12—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length
    • B29B15/14—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length of filaments or wires
    • 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
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
    • B29C35/10—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation for articles of indefinite length
    • 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
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/56—Winding and joining, e.g. winding spirally

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

本发明是一种把拉挤成型法和缠绕成型法结合起来的复合材料一步成型制备方法，外层增强纤维缠绕于芯层增强纤维外侧，与芯层增强纤维呈约90°的夹角，由于芯层与外层所有树脂是一次固化成型，整体强度明显提高，由于简化了生产流程，能够缩短复合材料的生产周期，减少生产场地的占用和解放人力，能够降低生产成本。预浸带(4)，经收束模(5)导出，此时，缠绕增强纤维丝束(6)连续不断地缠绕在预浸带(4)的外面形成复合预浸料(8)，并在拉引装置(14)作用下向拉引力方向(15)进给，随后，复合预浸料(8)被导入带加热功能的套模(11)的成型区，在套模加热器(12)的加热作用下固化形成复合材料(13)。

Description

拉挤缠绕复合成型制备复合材料
技术领域
拉挤缠绕复合成型制备复合材料属于一种复合材料制备方法。
背景技术
以往的复合材料制备方法有多种，其中包括拉挤成型法和缠绕成型法。
拉挤成型加温固化法具有生产连续性好、自动化程度高和成本低等优点，但存在增强纤维走向为单一的沿着长度方向的特点，拉挤成型法生产的复合材料抗扭力差和易开裂等缺点。
缠绕成型加温固化法具有抗内压能力强、不易开裂、可设计性好和工艺较灵活等优点，但存在生产连续性较差、自动化程度不高和成本较高等缺点。
为了克服前述两种方法所制备复合材料的缺点，已有的方法为两步法，即：第一步，利用拉挤成型加温固化法制备复合材料芯材；第二步，以第一步所制备的复合材料芯材为芯轴，在其外侧缠绕一层增强纤维预浸带，经加温固化成型，制得两层增强纤维走向近于垂直的复合材料。
已有复合材料的两步制备法，存在过程复杂、生产周期长和生产成本较高的缺点，并且由于拉挤成型的芯层和缠绕成型的外层是分别经过两次固化形成，芯层与外层之间的树脂结合强度不高，直接影响了复合材料的整体性能。
发明内容
本发明目的在于提供一种兼具拉挤成型法和缠绕成型法优点的复合材料制备方法。
本发明是一种把拉挤成型法和缠绕成型法结合起来的复合材料一步成型制备方法，能够制备出一种复合材料，其中的增强纤维分为芯层和外层。
芯层增强纤维走向与拉引方向一致，主要承担制备时的拉引力和使用过程中受到的沿复合材料长度方向的拉应力。
外层增强纤维缠绕于芯层增强纤维外侧，与芯层增强纤维呈约90°的夹角，主要承担来自于复合材料内部的膨胀压力。
树脂填充于芯层增强纤维、外层增强纤维和这两层之间的所有间隙，并在固化后将所有增强纤维固结为一体，形成复合材料。
这种一步成型法制备的复合材料与两步成型法所制备的复合材料相比较，由于芯层与外层所有树脂是一次固化成型，整体强度明显提高。
由于简化了生产流程，能够缩短复合材料的生产周期，减少生产场地的占用和解放人力，能够降低生产成本。
优化的是，套模内部的加热元件的加热功率与拉引速度相匹配，能够保证复合材料所需的固化温度。
更加优化的是，借助于外层增强纤维缠绕过程中的勒紧效应，最后制备成的复合材料中增强纤维的占比更高，进一步提高了复合材料的整体性能。
附图说明
附图1是本发明的方法实施过程示意图。
附图1中，1是拉引增强纤维束，2是树脂液槽，3是树脂液，4是预浸带，5是收束模，6是缠绕增强纤维丝束，7是供丝管，8是复合预浸料，9是绕丝装置，10是缠绕增强纤维供丝线轴，11是带加热功能的套模，12是套模加热器，13是已固化复合材料，14是拉引装置，15是拉引力方向。
在拉引装置14作用下，拉引增强纤维束1被导入树脂液槽2中并被树脂液3浸润形成预浸带4，经收束模5导出。
此时，在绕丝装置9的作用下，缠绕增强纤维供丝线轴10上的增强纤维丝束经过供丝管7的内孔供出，成为缠绕增强纤维丝束6。
缠绕增强纤维丝束6连续不断地缠绕在预浸带4的外面形成复合预浸料8，并在拉引装置14作用下向拉引力方向15进给。
这时，有利的效果之一是预浸带4和缠绕增强纤维丝束6之间形成紧束的状态。
另一个有利的效果是，在缠绕增强纤维丝束6提供的勒紧力作用下，预浸带4浸出的剩余树脂液充分地浸润了缠绕增强纤维丝束6。
随后，复合预浸料8被导入带加热功能的套模11的成型区，在套模加热器12的加热作用下，复合预浸料8达到最终成型所需的固化温度和截面形状，固化形成复合材料13。
套模11内部的套模加热器12的加热功率与拉引速度相匹配，能够保证拉挤缠绕复合成型制备复合材料成型所需的固化温度。

Claims (2)

1.拉挤缠绕复合成型制备复合材料是一种复合材料制备方法，其特征是：把拉挤成型法和缠绕成型法结合起来实现复合材料一步成型，所制备的复合材料中的增强纤维分为内层和外层，内层增强纤维走向与拉引方向一致，外层增强纤维缠绕于内层纤维外侧，与内层纤维呈约90°的夹角，在拉引装置（14）作用下，拉引增强纤维束（1）被导入树脂液槽（2）中并被树脂液（3）浸润形成预浸带（4），经收束模（5）导出，此时，在绕丝装置（9）的作用下，供丝线轴（10）上的增强纤维丝束经过供丝管（7）的内孔供出，成为缠绕增强纤维丝束（6），缠绕增强纤维丝束（6）连续不断地缠绕在预浸带（4）的外面形成复合预浸料（8），最后，复合预浸料（8）被导入带加热功能的套模（11）的成型区，在套模加热器（12）的加热作用下，复合预浸料（8）达到最终成型所需的固化温度和截面形状，固化形成复合材料（13）。
2.如权利要求1所述的拉挤缠绕复合成型制备复合材料，其特征是：套模（11）内部的套模加热器（12）的加热功率与拉引速度相匹配，能够保证拉挤缠绕复合成型制备复合材料成型所需的固化温度。
CN201610555970.7A 2016-07-14 2016-07-14 拉挤缠绕复合成型制备复合材料 Pending CN106182817A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610555970.7A CN106182817A (zh) 2016-07-14 2016-07-14 拉挤缠绕复合成型制备复合材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610555970.7A CN106182817A (zh) 2016-07-14 2016-07-14 拉挤缠绕复合成型制备复合材料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106182817A true CN106182817A (zh) 2016-12-07

Family

ID=57475888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610555970.7A Pending CN106182817A (zh) 2016-07-14 2016-07-14 拉挤缠绕复合成型制备复合材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106182817A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108058405A (zh) * 2017-11-30 2018-05-22 河南能源化工集团研究院有限公司 连续纤维增强聚双环戊二烯复合材料及其制备方法
CN114311763A (zh) * 2021-12-24 2022-04-12 商丘国龙新材料有限公司 一种纤维筋材生产线及其生产方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1072631A (zh) * 1992-10-20 1993-06-02 温州市海螺技术研究所 一种纤维增强拉挤塑料管的制造方法
CN1587576A (zh) * 2004-09-02 2005-03-02 北京玻璃钢研究设计院 一种复合材料螺纹筋及其制备方法
CN101708657A (zh) * 2009-10-26 2010-05-19 南京诺尔泰复合材料设备制造有限公司 复合材料多层斜拉缠绕生产方法及其生产线
CN102179945A (zh) * 2011-04-25 2011-09-14 陈分红 大口径环氧玻璃纤维及织带缠绕挤拉管生产工艺

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1072631A (zh) * 1992-10-20 1993-06-02 温州市海螺技术研究所 一种纤维增强拉挤塑料管的制造方法
CN1587576A (zh) * 2004-09-02 2005-03-02 北京玻璃钢研究设计院 一种复合材料螺纹筋及其制备方法
CN101708657A (zh) * 2009-10-26 2010-05-19 南京诺尔泰复合材料设备制造有限公司 复合材料多层斜拉缠绕生产方法及其生产线
CN102179945A (zh) * 2011-04-25 2011-09-14 陈分红 大口径环氧玻璃纤维及织带缠绕挤拉管生产工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
中国航空工业集团复合材料技术中心主编: "《航空复合材料技术》", 31 December 2013, 航空工业出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108058405A (zh) * 2017-11-30 2018-05-22 河南能源化工集团研究院有限公司 连续纤维增强聚双环戊二烯复合材料及其制备方法
CN114311763A (zh) * 2021-12-24 2022-04-12 商丘国龙新材料有限公司 一种纤维筋材生产线及其生产方法
CN114311763B (zh) * 2021-12-24 2023-12-26 商丘国龙新材料有限公司 一种纤维筋材生产线及其生产方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101728036B (zh) 一步成型的高电压复合绝缘子实心芯棒的制备方法
CN101180176B (zh) 复合管生产
CN103791174B (zh) 一种复合式缠绕热塑性玻璃钢管材及其制备方法
CN106182816B (zh) 拉挤缠绕复合成型激光固化制备复合材料空心型材的方法
CN101870172B (zh) 飞机及航空器的碳纤维复合材料壳体的制备模具及其成形方法
CN101284422B (zh) 玻纤编织增强立式拉挤管材设备及方法
CN105172169B (zh) 耐高温碳纤维增强复合材料连续抽油杆及制备装置和方法
CN106891549A (zh) 一种多层复合防偏磨连续抽油杆的制备装置
TWI703030B (zh) 包含發泡體核心之纖維強化外型的連續製造方法
CN103407171B (zh) 一种缝纫增强的纤维增强树脂基复合材料十字型接头的整体成型方法
CN104875397B (zh) Z‑pin连接纤维复合材料喷管预制体成型方法
CN107987302B (zh) 表面增强型树脂基复合材料加强筋及其制备方法
CN101740186B (zh) 二步成型的高电压复合绝缘子实心芯棒的制备方法
JP6016428B2 (ja) 粗糸の束、粗糸の束を製造する方法、及び加工物を製造する方法
CN106182817A (zh) 拉挤缠绕复合成型制备复合材料
CN101585234A (zh) 一种复合型材移动模具内热固化成型系统及其方法
CN103707561B (zh) 一种夹芯层复合材料灯杆及其快速成型方法
CN102551292A (zh) 一种由碳纤维制作的箱包拉杆箱和它的制作方法
CN106003760A (zh) 拉挤缠绕复合成型制备复合材料空心型材
CN105034339B (zh) 一种连续纤维多层缠绕热塑性复合管道的加工方法及设备
CN108262981B (zh) 一种具有c形截面的双稳态壳结构及其连续制造方法
EP3450145A1 (en) Method for making bicycle crank arm
CN106113531A (zh) 一种防卷翘cfrt单向带复合片材的生产工艺
CN108988243A (zh) 一种mfpt塑钢复合电缆导管
CN102254654A (zh) 一种空心硅橡胶复合绝缘子的生产方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20161207