一种纤维增强树脂基复合材料夹芯管的湿法缠绕成型方法技术

本发明专利技术公开了一种树脂基复合材料夹芯管的缠绕成型方法，包括蜂窝夹芯结构成型及泡沫夹芯管结构成型，其中蜂窝夹芯结构具有优异的弯曲刚度和扭转刚度，特别适用于海洋、航空、兵器等领域中主承力结构件，及对重量要求严格的大跨度结构件；而泡沫夹芯结构则因其泡沫材料具有较好的吸热、吸声、减震等性能，特别适用于防爆筒及发动机短舱等有特殊功能性要求的结构件；本发明专利技术解决了现有夹芯管成型工艺的生产效率低、成本高等问题。本发明专利技术方法主要步骤为：模具处理、内蒙皮成型、夹芯结构层成型、外蒙皮成型、旋转固化、脱模并后处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合材料夹芯管的湿法缠绕成型工艺。
技术介绍
复合材料夹芯管因为具有高比强度、高比刚度，优良的耐腐蚀，抗扭转性能，应用日益广泛。但目前的制备方法多采用手糊或预浸料铺贴工艺，制备工艺存在生产效率低，或成本高等缺点。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有复合材料夹芯管成型工艺成本高、效率低的问题，进而采用一种湿法缠绕纤维增强树脂基复合材料夹芯管的成型工艺。本专利技术的方案是：一种纤维增强树脂基复合材料夹芯管的湿法缠绕成型方法，按照以下步骤实现：1)模具处理：对成型复合材料夹芯管的模具进行除污处理，并在其表面均匀涂上脱模剂；2)夹芯材料定型：对于硬质泡沫材料，在外径比内蒙皮外径大0.5-1mm的圆柱形模具上发泡成型，或者是采用泡沫板先机械加工成圆环，其内径比内蒙皮外径大0.5-1mm，再采用胶接的方式成型，硬质泡沫管制作完成以后，对半切开，并对端部进行倒角处理；3)内蒙皮成型：采用湿法缠绕工艺，按照事先设计好的缠绕线型完成内蒙皮的成型，同时保证内蒙皮表面胶液富余；4)夹芯结构层成型：内蒙皮缠绕完成后，将两半硬质泡沫紧密贴覆于内蒙皮表面，保证两半对接缝隙为1-2mm，然后于泡沫对接缝隙处填补结构胶；5)外蒙皮成型：结构胶凝胶以后，将表面多余的结构胶刮除，然后采用湿法缠绕工艺，按照事先设计好的缠绕线型完成外蒙皮的成型；6)旋转固化：将缠绕完成的复合材料夹芯管放入固化炉内，旋转固化；7)脱模后处r>理：复合材料夹芯管固化完成后，自然降温至60℃以下，取出脱模，并加工处理两个端面，得到纤维增强树脂基复合材料泡沫夹芯管。以上方法是针对硬质泡沫材料的，针对可定型轻质泡沫，本专利技术还可按以下步骤实现：1)模具处理：对成型复合材料夹芯管的模具进行除污处理，并在其表面均匀涂上脱模剂；2)夹芯材料定型：对于可定型轻质泡沫，选择外径尺寸比内蒙皮外径大0.5-1mm的圆柱型模具进行定型，将整块轻质泡沫紧密贴覆于模具上进行热定型，热定型温度和时间由轻质泡沫材质决定，定型完成后自然冷却2～3h，最后对其两端进行倒角处理；3)内蒙皮成型：采用湿法缠绕工艺，按照事先设计好的缠绕线型完成内蒙皮的成型，同时保证内蒙皮表面胶液富余；4)夹芯结构层成型：内蒙皮缠绕完成以后，将定型好的轻质泡沫从模具一侧套在内蒙皮上，为了保证泡沫与内蒙皮的紧密贴合，需要将对接缝处多余的泡沫切割，对接缝隙约为1-2mm,，然后于对接缝处填补结构胶，并用热收缩带勒紧；5)外蒙皮成型：结构胶凝胶以后，将表面多余的结构胶刮除，然后采用湿法缠绕工艺，完成泡沫结构表面一层环向层的缠绕，放入固化炉中，旋转初固化，然后冷却至室温，再按照事先设计好的缠绕线型完成外蒙皮的成型；6)旋转固化：将缠绕完成的复合材料夹芯管放入固化炉内，旋转固化；7)脱模后处理：复合材料夹芯管固化完成后，自然降温至60℃以下，取出脱模，并加工处理两个端面，得到纤维增强树脂基复合材料泡沫夹芯管。针对蜂窝材料，本专利技术还可以按以下步骤实现：1)模具处理：对成型复合材料夹芯管的模具进行除污处理，并在其表面均匀涂上脱模剂；2)内蒙皮成型：采用湿法缠绕工艺，按照事先设计好的缠绕线型完成内蒙皮的缠绕，缠绕完成后放入固化炉旋转固化，固化完成后自然降温至60℃以下；3)夹芯结构层成型：将模具从固化炉中拉出来，直接对内蒙皮表面进行粗打磨，之后贴上1～2层胶膜，然后将蜂窝紧密贴覆于内蒙皮表面，蜂窝搭接处使用胶膜粘结，最后真空袋压进行热定型。定型完成后，自然降温至60℃以下，再对蜂窝结构两端进行倒角处理；4)外蒙皮成型：在蜂窝结构表面贴上1～2层胶膜，确保树脂无法流入蜂窝孔内，然后采用湿法缠绕工艺，完成蜂窝结构表面一层环向层的缠绕，放入固化炉中，旋转初固化，然后冷却至室温，再按照事先设计好的缠绕线型完成外蒙皮的成型；5)旋转固化：将缠绕完成的复合材料夹芯管放入固化炉内，旋转固化；6)脱模后处理：复合材料夹芯管固化完成后，自然降温至60℃以下，取出脱模，并加工处理两个端面，得到纤维增强树脂基复合材料蜂窝夹芯管。所述增强纤维为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维中的一种或几种混合。所述硬质泡沫为聚氨酯泡沫；所述轻质泡沫为PET泡沫；所述蜂窝为芳纶纸蜂窝。所述夹芯结构层定型步骤中热定型是采用真空袋压热定型。所述脱模后处理中采用自然降温5h。所述内蒙皮和外蒙皮都含有环向缠绕层和螺旋缠绕层；所述夹芯结构层成型时外表面均需要热收缩带勒紧。在模具表面均匀涂上脱模剂1～2次，每次间隔5～10分钟本专利技术具有以下有益效果：使用本专利技术制备的复合材料夹芯管具有成本低、效率高的优点；本专利技术实现了泡沫夹芯管湿法缠绕一次固化成型，以及蜂窝夹芯管湿法缠绕成型工艺，大大提高了夹芯管的整体强度及刚度。具体实施方式：实施例1：本实施例的纤维增强树脂基复合材料夹芯管是按照以下步骤实现的：1)模具处理：对成型复合材料夹芯管的模具进行去除油污、水渍及灰尘等处理，并在其表面均匀涂上脱模剂1～2次，每次间隔5～10分钟；2)夹芯材料定型：对于硬质泡沫材料，可以在外径比内蒙皮外径大0.5-1mm左右的圆柱形模具上发泡成型，或者是采用泡沫板先机械加工成圆环(其内径比内蒙皮外径大0.5-1mm)再采用胶接的方式成型，硬质泡沫管制作完成以后，需要对半切开，并对端部进行倒角处理；3)内蒙皮成型：采用湿法缠绕工艺，按照事先设计好的缠绕线型完成内蒙皮的成型，同时保证内蒙皮表面胶液富余；4)夹芯结构层成型：内蒙皮缠绕完成后，将两半硬质泡沫紧密贴覆于内蒙皮表面，保证两半对接缝隙1-2mm，然后于泡沫对接缝隙处填补结构胶，并用热收缩带勒紧；5)外蒙皮成型：结构胶凝胶以后，将表面多余的结构胶刮除，然后采用湿法缠绕工艺，按照事先设计好的缠绕线型完成外蒙皮的成型；6)旋转固化：将缠绕完成的复合材料夹芯管放入固化炉内，旋转固化；7)脱模后处理：复合材料夹芯管固化完成后，自然降温至60℃以下，取出脱模，并加工处理两个端面，得到纤维增强树脂基复合材料泡沫夹芯管。实施例2：本实施例的纤维增强树脂基复合材料夹芯管是按照以下步骤实现的：1)模具处理：对成型复合材料夹芯管的模具进行去除油污、水渍及灰尘等处理，并在其表面均匀涂上脱模剂1～2次，每次间隔5～10分钟；2)夹芯材料定型：对于可定型轻质泡沫，可选择外径尺寸比内蒙皮外径大0.5-1mm左右的圆柱型模具进行定型。将整块轻质泡沫紧密贴覆于模具上进行热定型，热定型温度和时间由轻质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维增强树脂基复合材料夹芯管的湿法缠绕成型方法，其特征在于，按照以下步骤实现：1)模具处理：对成型复合材料夹芯管的模具进行除污处理，并在其表面均匀涂上脱模剂；2)夹芯材料定型：对于硬质泡沫材料，在外径比内蒙皮外径大0.5‑1mm的圆柱形模具上发泡成型，或者是采用泡沫板先机械加工成圆环，其内径比内蒙皮外径大0.5‑1mm，再采用胶接的方式成型，硬质泡沫管制作完成以后，对半切开，并对端部进行倒角处理；3)内蒙皮成型：采用湿法缠绕工艺，按照事先设计好的缠绕线型完成内蒙皮的成型，同时保证内蒙皮表面胶液富余；4)夹芯结构层成型：内蒙皮缠绕完成后，将两半硬质泡沫紧密贴覆于内蒙皮表面，保证两半对接缝隙为1‑2mm，然后于泡沫对接缝隙处填补结构胶；5)外蒙皮成型：结构胶凝胶以后，将表面多余的结构胶刮除，然后采用湿法缠绕工艺，按照事先设计好的缠绕线型完成外蒙皮的成型；6)旋转固化：将缠绕完成的复合材料夹芯管放入固化炉内，旋转固化；7)脱模后处理：复合材料夹芯管固化完成后，自然降温至60℃以下，取出脱模，并加工处理两个端面，得到纤维增强树脂基复合材料泡沫夹芯管。

【技术特征摘要】
1.一种纤维增强树脂基复合材料夹芯管的湿法缠绕成型方法，其特征在于，按照以下步骤实现：1)模具处理：对成型复合材料夹芯管的模具进行除污处理，并在其表面均匀涂上脱模剂；2)夹芯材料定型：对于硬质泡沫材料，在外径比内蒙皮外径大0.5-1mm的圆柱形模具上发泡成型，或者是采用泡沫板先机械加工成圆环，其内径比内蒙皮外径大0.5-1mm，再采用胶接的方式成型，硬质泡沫管制作完成以后，对半切开，并对端部进行倒角处理；3)内蒙皮成型：采用湿法缠绕工艺，按照事先设计好的缠绕线型完成内蒙皮的成型，同时保证内蒙皮表面胶液富余；4)夹芯结构层成型：内蒙皮缠绕完成后，将两半硬质泡沫紧密贴覆于内蒙皮表面，保证两半对接缝隙为1-2mm，然后于泡沫对接缝隙处填补结构胶；5)外蒙皮成型：结构胶凝胶以后，将表面多余的结构胶刮除，然后采用湿法缠绕工艺，按照事先设计好的缠绕线型完成外蒙皮的成型；6)旋转固化：将缠绕完成的复合材料夹芯管放入固化炉内，旋转固化；7)脱模后处理：复合材料夹芯管固化完成后，自然降温至60℃以下，取出脱模，并加工处理两个端面，得到纤维增强树脂基复合材料泡沫夹芯管。
2.一种纤维增强树脂基复合材料夹芯管的湿法缠绕成型方法，其特征在于，按照以下步骤实现：1)模具处理：对成型复合材料夹芯管的模具进行除污处理，并在其表面均匀涂上脱模剂；2)夹芯材料定型：对于可定型轻质泡沫，选择外径尺寸比内蒙皮外径大0.5-1mm的圆柱型模具进行定型，将整块轻质泡沫紧密贴覆于模具上进行热定型，定型完成后自然冷却2～3h，最后对其两端进行倒角处理；3)内蒙皮成型：采用湿法缠绕工艺，按照事先设计好的缠绕线型完成内蒙皮的成型，同时保证内蒙皮表面胶液富余；4)夹芯结构层成型：内蒙皮缠绕完成以后，将定型好的轻质泡沫从模具一侧套在内蒙皮上，为了保证泡沫与内蒙皮的紧密贴合，需要将对接缝处多余的泡沫切割，对接缝隙约为1-2mm,，然后于对接缝处填补结构胶；5)外蒙皮成型：结构胶凝胶以后，将表面多余的结构胶刮除，然后采用湿法缠绕工艺，完成泡沫结构表面一层环向层的缠绕，放入固化炉中，旋转初固化，然后冷却至室温，再按照事先设计好的缠绕线型完成外蒙皮的成型；6)旋转固化：将缠绕完成的复合材料夹芯管放入固化炉内，旋转固化；7)脱模后处理：复合材料夹芯管固化完成后，自然降温至60℃以下，取出脱模，并加工处理两个端面，得到纤维增强树脂基复合材料泡...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明新，张星星，蔡德军，冯光亮，谢昌江，
申请(专利权)人：江苏恒神股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32