CN219297730U - 一种用于锥形筒碳纤维预制体的仿形套 - Google Patents
一种用于锥形筒碳纤维预制体的仿形套 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种用于锥形筒碳纤维预制体的仿形套，所述仿形套由环形侧面围设而成，所述环形侧面展开为扇形结构，所述扇形结构采用经纱和纬纱一体成型双层结构，所述双层结构包括表组织和里组织，所述表组织由表组织经纱和表组织纬纱交织而成，所述里组织由里组织经纱和里组织纬纱交织而成，所述表组织为5枚2飞纬面缎纹，所述里组织为5枚3飞纬面缎纹，所述仿形套织造时由里组织的经纱提起和表组织的纬纱交织。本实用新型的仿形套能够大大减少碳纤维的浪费，基本上不需要进行裁剪，也没有接缝，能够提高预制体的环向强度，编织所用设备为织布机或提花机，不需要仿形模具，能够提高生产效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及碳纤维机织技术领域，具体涉及一种用于锥形筒碳纤维预制体的仿形套用到的碳碳复合材料用针刺碳纤维预制体的单元层结构。
背景技术
碳碳复合材料由于其优异的性能被许多行业所青睐，但其高昂的生产成本却限制了其大规模应用。而在碳碳复合材料中，作为前驱体的碳纤维预制体成本通常占总成本的50%以上，尤其是非平板类的产品，由于形状各异，针刺所用单元层需要按照要求形状进行裁剪，碳纤维原料利用率通常在80%以下，这种裁剪不仅浪费材料，同时也导致存在过多的拼接缝，降低了预制体的强度。所以有必要进行改进，提高纤维利用率和生产效率，降低生产成本。
实用新型内容
要解决的技术问题：本实用新型的目的是提供一种用于锥形筒碳纤维预制体的仿形套，克服目前锥形预制体需要按照形状进行裁剪或拼接，提高预制体强度，减少资源的浪费。
技术方案：一种用于锥形筒碳纤维预制体的仿形套，所述仿形套由环形侧面围设而成，所述环形侧面展开为扇形结构，所述扇形结构采用经纱和纬纱一体成型双层结构，所述双层结构包括表组织和里组织，所述表组织由表组织经纱和表组织纬纱交织而成，所述里组织由里组织经纱和里组织纬纱交织而成，所述表组织为5枚2飞纬面缎纹，所述里组织为5枚3飞纬面缎纹，所述仿形套织造时由里组织的经纱提起和表组织的纬纱交织。
优选的，所述仿形套呈锥形结构。
优选的，所述表组织经纱和里组织经纱的排列比为1:1，所述表组织纬纱和里组织纬纱的排列比为1:1。
优选的，所述经纱和纬纱均采用1K-6K的碳纤维，所述经纱和纬纱均采用1K-6K的碳纤维，所述表组织和里组织的编织经密为8-20根/cm，所述表组织和里组织的编织纬密为8~16 根/cm。
优选的，所述表组织和里组织的经密为4-10根/cm，所述表组织和里组织的纬密为4-8根/cm。
优选的，所述扇形结构起始经纱总数大于结束经纱总数。
优选的，所述扇形结构的经纱由最外侧向内侧缩减，相邻两个纬线与经纱的交织点逐渐递减2-4个组织点。
有益效果：本实用新型制备方法具有以下优点：
1. 将三维结构的编织物转换成平面结构，利用设备进行编织，与以往的三维编织预制体相比，成型过程简单，成型速度提高50％以上，制备效率高、成本低；
2. 本实用新型编织物的完成形状为扇形，尺寸和所要求尺寸基本一致，不需要裁剪，尽可能保持了纬纱纱线的完整性，提升了预制体增强结构的整体性和一致性；
3. 该仿形套能够大大减少碳纤维的浪费，基本上不需要进行裁剪，也没有接缝，能够提高预制体的环向强度，编织所用设备为织布机或提花机，不需要仿形模具，能够提高生产效率；
4. 本实用新型的仿形套的织物结构交织点少，能够进行一定的变形，以适应预制体制备过程中产生的尺寸偏差，制备过程中所用的编织纹版采用仿形套织物结构纹版进行直接合成，这样能够避免减纱处因为循环结构被破坏而导致交织点减少，从而使减纱处更加牢固。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为仿形套展开状态形状以及纤维走向；
图2为仿形套压平状态纤维走向；
图3为仿形套织物结构的表组织；
图4为仿形套织物结构里组织；
图5为仿形套编织纹板图；
图6为编织用钢筘示意图，图中d表示钢筘弧形面弦长，图中R表示钢扣仿形弧半斤；
图中标号为：1. 经纱，2.纬纱。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型不局限于以下实施例：
请参阅图1-图6，本实用新型提供一种技术方案：一种用于锥形筒碳纤维预制体的仿形套，所述仿形套由环形侧面围设而成，所述环形侧面展开为扇形结构，所述扇形结构采用经纱和纬纱一体成型双层结构，所述双层结构包括表组织和里组织，所述表组织由表组织经纱和表组织纬纱交织而成，所述里组织由里组织经纱和里组织纬纱交织而成，所述表组织为5枚2飞纬面缎纹，所述里组织为5枚3飞纬面缎纹，所述仿形套织造时由里组织的经纱提起和表组织的纬纱交织。
其中，所述仿形套呈锥形结构。
其中，所述表组织经纱和里组织经纱的排列比为1:1，所述表组织纬纱和里组织纬纱的排列比为1:1。
其中，所述经纱和纬纱均采用1K-6K的碳纤维，所述经纱和纬纱均采用1K-6K的碳纤维，所述表组织和里组织的编织经密为8-20根/cm，所述表组织和里组织的编织纬密为8-16根/cm。
其中，所述表组织和里组织的经密为4-10根/cm，所述表组织和里组织的纬密为4-8根/cm。
其中，所述扇形结构起始经纱总数大于结束经纱总数。
其中，所述扇形结构的经纱由最外侧向内侧缩减，相邻两个纬线与经纱的交织点逐渐递减2-4个组织点。
本实用新型中用于锥形筒碳纤维预制体的仿形套的制备方法，具体包括如下步骤：
制备一个上端直径为200mm，下端直径为400mm，高度为300mm的仿形套，选用纤维为1K碳纤维，仿形套（双层）编织经密为16根/cm，仿形套（双层）编织纬密为6根/cm，下弦长600 mm，起始经纱总数为960根，结束经纱总数为480根，纬纱总数为180纬；钢筘仿形弧的弦长d = 600 mm，仿形弧半径R = 900 mm（钢扣见图6）；按照仿形套（双层）编织纹版设置好综丝；编织第1纬结束后，左右最外侧经纱各缩减1根；编织第2纬，剩余左右最外侧经纱各缩减1根；编织第3纬，剩余左右最外侧经纱各缩减2根；依次循环直至经纱缩减至剩余480根，编织结束。
该仿形套能够大大减少碳纤维的浪费，基本上不需要进行裁剪，也没有接缝，能够提高预制体的环向强度，编织所用设备为织布机或提花机，不需要仿形模具，能够提高生产效率。仿形套的织物结构交织点少，能够进行一定的变形，以适应预制体制备过程中产生的尺寸偏差。制备过程中所用的编织纹版采用仿形套织物结构纹版进行直接合成，这样能够避免减纱处因为循环结构被破坏而导致交织点减少，从而使减纱处更加牢固。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
Claims (7)
1.一种用于锥形筒碳纤维预制体的仿形套，其特征在于，所述仿形套由环形侧面围设而成，所述环形侧面展开为扇形结构，所述扇形结构采用经纱和纬纱一体成型双层结构，所述双层结构包括表组织和里组织，所述表组织由表组织经纱和表组织纬纱交织而成，所述里组织由里组织经纱和里组织纬纱交织而成，所述表组织为5枚2飞纬面缎纹，所述里组织为5枚3飞纬面缎纹，所述仿形套织造时由里组织的经纱提起和表组织的纬纱交织。
2.根据权利要求1所述的用于锥形筒碳纤维预制体的仿形套，其特征在于：所述仿形套呈锥形结构。
3.根据权利要求1所述的用于锥形筒碳纤维预制体的仿形套，其特征在于：所述表组织经纱和里组织经纱的排列比为1:1，所述表组织纬纱和里组织纬纱的排列比为1:1。
4.根据权利要求1所述的用于锥形筒碳纤维预制体的仿形套，其特征在于：所述经纱和纬纱均采用1K-6K的碳纤维，所述表组织和里组织的编织经密为8-20根/cm，所述表组织和里组织的编织纬密为 8-16根/cm。
5.根据权利要求1所述的用于锥形筒碳纤维预制体的仿形套，其特征在于：所述表组织和里组织的经密为4-10根/cm，所述表组织和里组织的纬密为4-8根/cm。
6.根据权利要求1所述的用于锥形筒碳纤维预制体的仿形套，其特征在于：所述扇形结构起始经纱总数大于结束经纱总数。
7.根据权利要求5所述的用于锥形筒碳纤维预制体的仿形套，其特征在于：所述扇形结构的经纱由最外侧向内侧缩减，相邻两个纬线与经纱的交织点逐渐递减2-4个组织点。
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2023
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