曲面复合材料预制体的制作方法技术

本发明专利技术涉及一种曲面复合材料预制体的制作方法,具有如下步骤：a、制作模具；b、测量出模具的长度方向上的最长母线长度L1和宽度方向上的最长母线长度L2；c、制作平面立体织物；d、将平面立体织物铺放在模具上；e、按顺序拉拽纬纱的两端的线头，将纬纱相对模具宽度方向的母线拉直；f、按顺序拉拽经纱的两端的线头，将经纱相对模具长度方向的母线拉直；g、如果纱线还有弯曲，则重复步骤e和f，直至纱线全部相对母线拉直。本发明专利技术的有益效果是：可以有效避免传统曲面复合材料预制体因加、减纱线在织物厚度方向形成贯穿性孔洞的现象，保证了产品内部质量；提高织物的密度均匀性，简化了成型工艺，可以实现快速成型。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种曲面复合材料预制体的制作方法。
技术介绍
现有的技术中曲面复合材料预制体的制作工艺复杂，而成制得的产品的织物密度均匀性差，产品内部质量无法满足需求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种曲面复合材料预制体的制作方法，简化制作步骤，提供产品质量。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种曲面复合材料预制体的制作方法,具有如下步骤：a、制作模具，模具与待制作的曲面复合材料预制体的内型面相吻合；b、在模具的长度方向上测量出在该方向上的最长母线长度L1，在模具的宽度方向上测量出该方向上的最长母线长度L2；c、制作由经纱和纬纱交织而成的平面立体织物，在以长度方向上的最长母线长度L1和宽度方向上的最长母线长度L2为平面立体织物的布长和幅宽的基础上再在经向两端和纬向两端分别预留一定的余量；d、将步骤c中的平面立体织物依照相应的方向尽量贴合地铺放在模具上，平面立体织物布长与模具的长度方向对应、幅宽与模具的宽度方向对应；e、按顺序从平面立体织物的布长方向的一端向另一端逐根地拉拽纬纱的两端的线头，或者以相邻的几根纬纱为一组逐组地拉拽纬纱的两端的线头，将纬纱相对模具宽度方向的母线拉直，拉直后将纬纱的两端的线头相对
模具固定；f、按顺序从平面立体织物的幅宽方向的一端向另一端逐根地拉拽经纱的两端的线头，或者以相邻的几根经纱为一组逐组地拉拽经纱的两端的线头，将经纱相对模具长度方向的母线拉直，拉直后将经纱的两端的线头相对模具固定；g、根据平面织物的纱线的弯曲情况，如果还有弯曲，则重复步骤e和f，直至纱线全部相对母线拉直，形成曲面复合材料预制体，上述步骤e和f的顺序可以调换。进一步限定，在步骤c中，对每一根纱线的两端的线头进行标记，或者以相邻的几根纱线为一组，对每组纱线的两端的线头进行标记，以便于在步骤e和步骤f中识别出待拉拽的纱线的两端的线头。进一步限定，在步骤e和步骤f中，通过夹具将待拉拽的纱线的两端的线头夹住，然后通过来回拉拽的方式将纱线相对模具的母线拉直，拉直后通过夹具将经纱的两端的线头相对模具固定。进一步限定，曲面复合材料预制体的材料为碳纤维、石英玻璃纤维、碳化硅纤维、氮化硼纤维、氧化铝纤维、无碱玻璃纤维、高强玻璃纤维、低介电玻璃纤维、高模量玻璃纤维、玄武岩纤维、高密度聚乙烯纤维和芳纶纤维中的一种或几种。进一步限定，平面立体织物的组织结构为2.5D结构、正交三向结构或2.5D加法向结构。进一步限定，平面立体织物为机织平面立体织物。本专利技术的有益效果是：1、可以有效避免传统曲面复合材料预制体因加、减纱线在织物厚度方向形成贯穿性孔洞的现象，保证了产品内部质量；2、提高织物的密度均匀性，并且采用机织设备可以进一步通过钢筘有效控制织物经纬纱密度的均匀性；3、简化了成型工艺，可以实现快速成型。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明；图1为本专利技术中待制作的其中一种曲面复合材料预制体的主视状态结构示意图；图2为本专利技术中待制作的其中一种曲面复合材料预制体的宽度方向的剖面图；图3为本专利技术中待制作的其中一种曲面复合材料预制体的长度方向的剖面图；图4为本专利技术的平面立体织物的简易结构示意图；图5为本专利技术的2.5D结构的平面立体织物的结构示意图；其中，1.经纱，2.纬纱，3.线头。具体实施方式一种曲面复合材料预制体的制作方法,具有如下步骤：a、制作模具，模具与如图1、2和3所示的待制作的曲面复合材料预制体的内型面相吻合。b、在模具的长度方向上测量出在该方向上的最长母线长度L1，在模具的宽度方向上测量出该方向上的最长母线长度L2。c、制作由经纱1和纬纱2交织而成的平面立体织物，在以长度方向上的最长母线长度L1和宽度方向上的最长母线长度L2为平面立体织物的布长和幅宽的基础上再在经向两端和纬向两端分别预留一定的余量，该余量用于作为后续步骤中拉拽纱线的基础。在制作过程中同时对每一根纱线的两端的线头3进行标记，或者以相邻的几根纱线为一组，对每组纱线的两端的线头3进行标记，以便于在步骤e和步骤f中识别出待拉拽的纱线的两端的线头3。d、将步骤c中的平面立体织物依照相应的方向尽量贴合地铺放在模具上，平面立体织物布长与模具的长度方向对应、幅宽与模具的宽度方向对应。e、按顺序从平面立体织物的布长方向的一端向另一端逐根地拉拽纬纱2的两端的线头3，或者以相邻的几根纬纱2为一组逐组地拉拽纬纱2的两端的线头3，将纬纱2相对模具宽度方向的母线拉直，拉直后将纬纱2的两端的线头3相对模具固定。f、按顺序从平面立体织物的幅宽方向的一端向另一端逐根地拉拽经纱1的两端的线头3，或者以相邻的几根经纱1为一组逐组地拉拽经纱1的两端的线头3，将经纱1相对模具长度方向的母线拉直，拉直后将经纱1的两端的线头3相对模具固定。g、根据平面织物的纱线的弯曲情况，如果还有弯曲，则重复步骤e和f，直至纱线全部相对母线拉直，形成曲面复合材料预制体。上述步骤e和f的顺序可以调换。在步骤e和步骤f中，通过夹具将待拉拽的纱线的两端的线头3夹住，然后通过来回拉拽的方式将纱线相对模具的母线拉直，拉直后通过夹具将经纱1的两端的线头3相对模具固定。曲面复合材料预制体的材料为碳纤维、石英玻璃纤维、碳化硅纤维、氮化硼纤维、氧化铝纤维、无碱玻璃纤维、高强玻璃纤维、低介电玻璃纤维、高模量玻璃纤维、玄武岩纤维、高密度聚乙烯纤维和芳纶纤维中的一种或几种。平面立体织物的组织结构为2.5D结构、正交三向结构或2.5D加法向结构。平面立体织物为机织平面立体织物。以制作如图1、2和3所示的曲面复合材料预制体为例，对本专利技术的制作方法进行进一步说明。该曲面复合材料预制体的宽度方向上的最长母线长度L2为1700mm，长度方向上的最长母线长度L1为2200mm，预制体厚度为11mm,预制体采用小角度2.5D结构，纤维体积含量为40％～43％。一种曲面复合材料预制体的制作方法,其特征是：具有如下步骤：a、制作模具，模具与待制作的曲面复合材料预制体的内型面相吻合。b、在模具的长度方向上测量出在该方向上的最长母线长度L1为2200mm，在模具的宽度方向上测量出该方向上的最长母线长度L2为1700mm。c、通过机织设备织造由经纱1和纬纱2交织而成的2.5D结构机织平面立体织物，在以长度方向上的最长母线长度L1和宽度方向上的最长母线长度L2为平面立体织物的布长和幅宽的基础再在经向两端和纬向两端分别预留60mm的余量，布长＝L1+60mm×2，幅宽＝L2+60mm×2，按照产品厚度11mm及纤维体积含量为40％～43％的要求计算该机织平面立体织物的层数为15层，列数为1584列。在织造过程中同时对每一根纱线的两端的线头3进行标记，或者以相邻的3根纱线为一组，对每组纱线的两端的线头3进行标记，以便于在步骤e和步骤f中识别出待拉拽的纱线的两端的线头3。d、将步骤c中的平面立体织物依照相应的方向尽量贴合地铺放在模具上，平面立体织物布长与模具的长度方向对应、幅宽与模具的宽度方向对应。此时部分经纱1和纬纱2可能处于弯曲状态。e、按顺序从平面立体织物的布长方向的一端向另一端逐根地通过夹具将待拉拽的纬纱2的两端的线头3夹住，或者以相邻的3根纬纱2为一组逐组地通过夹具将待拉拽的纬纱2的两端的线头3夹住，然后通过来回拉拽的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种曲面复合材料预制体的制作方法,其特征是：具有如下步骤：a、制作模具，所述的模具与待制作的曲面复合材料预制体的内型面相吻合；b、在模具的长度方向上测量出在该方向上的最长母线长度L1，在模具的宽度方向上测量出该方向上的最长母线长度L2；c、制作由经纱(1)和纬纱(2)交织而成的平面立体织物，在以长度方向上的最长母线长度L1和宽度方向上的最长母线长度L2为平面立体织物的布长和幅宽的基础上再在经向两端和纬向两端分别预留一定的余量；d、将步骤c中的平面立体织物依照相应的方向尽量贴合地铺放在模具上，平面立体织物布长与模具的长度方向对应、幅宽与模具的宽度方向对应；e、按顺序从平面立体织物的布长方向的一端向另一端逐根地拉拽纬纱(2)的两端的线头(3)，或者以相邻的几根纬纱(2)为一组逐组地拉拽纬纱(2)的两端的线头(3)，将纬纱(2)相对模具宽度方向的母线拉直，拉直后将纬纱(2)的两端的线头(3)相对模具固定；f、按顺序从平面立体织物的幅宽方向的一端向另一端逐根地拉拽经纱(1)的两端的线头(3)，或者以相邻的几根经纱(1)为一组逐组地拉拽经纱(1)的两端的线头(3)，将经纱(1)相对模具长度方向的母线拉直，拉直后将经纱(1)的两端的线头(3)相对模具固定；g、根据平面织物的纱线的弯曲情况，如果还有弯曲，则重复步骤e和f，直至纱线全部相对母线拉直，形成曲面复合材料预制体，上述步骤e和f的顺序可以调换。...

【技术特征摘要】
1.一种曲面复合材料预制体的制作方法,其特征是：具有如下步骤：a、制作模具，所述的模具与待制作的曲面复合材料预制体的内型面相吻合；b、在模具的长度方向上测量出在该方向上的最长母线长度L1，在模具的宽度方向上测量出该方向上的最长母线长度L2；c、制作由经纱(1)和纬纱(2)交织而成的平面立体织物，在以长度方向上的最长母线长度L1和宽度方向上的最长母线长度L2为平面立体织物的布长和幅宽的基础上再在经向两端和纬向两端分别预留一定的余量；d、将步骤c中的平面立体织物依照相应的方向尽量贴合地铺放在模具上，平面立体织物布长与模具的长度方向对应、幅宽与模具的宽度方向对应；e、按顺序从平面立体织物的布长方向的一端向另一端逐根地拉拽纬纱(2)的两端的线头(3)，或者以相邻的几根纬纱(2)为一组逐组地拉拽纬纱(2)的两端的线头(3)，将纬纱(2)相对模具宽度方向的母线拉直，拉直后将纬纱(2)的两端的线头(3)相对模具固定；f、按顺序从平面立体织物的幅宽方向的一端向另一端逐根地拉拽经纱(1)的两端的线头(3)，或者以相邻的几根经纱(1)为一组逐组地拉拽经纱(1)的两端的线头(3)，将经纱(1)相对模具长度方向的母线拉直，拉直后将经纱(1)的两端的线头(3)相对模具固定；g、根据平面织物的纱线的弯曲情况，如果还有...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹桂芬，
申请(专利权)人：江苏伯龙宇航新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32