碳纤维薄板层叠结构及其加工方法技术

本发明专利技术提供了碳纤维薄板层叠结构，本发明专利技术还提供了碳纤维薄板层叠加工方法，其在相同厚度下提高了沿着纹理方向的抗拉强度，使得整体结构抗拉强度好。其由(2N+1)层碳纤维薄板层叠组合形成，其最上层为第一层，其最下层为第(2N+1)层，厚度方向中间层为中间层，最上层和最下层的碳纤维薄板层的纹理方向相同，中间层的碳纤维薄板层和最上层的碳纤维薄板层的纹理方向在空间上成90

【技术实现步骤摘要】
碳纤维薄板层叠结构及其加工方法


[0001]本专利技术涉及碳纤维板结构的
，具体为碳纤维薄板层叠结构，本专利技术还提供了碳纤维薄板层叠加工方法。

技术介绍

[0002]碳纤维板是采用碳纤维预浸料制作而成的板材，可以替代钢材、铝材的使用，其成型工艺是将碳纤维预浸料按照一定的角度顺序排列铺层后，在模具内固化而成的。具有拉伸强度高、耐腐蚀性、抗震性、抗冲击性等良好性能，能充分发挥碳纤维的强度和弹性模量。
[0003]现有的碳纤维薄板根据需求加工成对应的厚度，即进行使用，在实际使用时，其沿着纹理方向的抗拉强度低，只能承受沿着纹理方向的抗拉力，为此，急需找到一种提高碳纤维薄板纹理方向抗拉强度的结构。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供了碳纤维薄板层叠结构，其在相同厚度下提高了沿着纹理方向的抗拉强度，使得整体结构抗拉强度好。
[0005]碳纤维薄板层叠结构，其特征在于：其由(2N+1)层碳纤维薄板层叠组合形成，其最上层为第一层，其最下层为第(2N+1)层，厚度方向中间层为中间层，最上层和最下层的碳纤维薄板层的纹理方向相同，中间层的碳纤维薄板层和最上层的碳纤维薄板层的纹理方向在空间上成90
°
的垂直关系，每层的碳纤维薄板层和相邻的碳纤维薄板层的纹理方向在空间上成90
°
的垂直关系，(2N+1)层碳纤维薄板复合层叠形成整体结构，所有的(2N+1)层碳纤维薄板的面域重合对位布置，其中N为≥1的自然数。
[0006]其进一步特征在于：<br/>[0007]所有的碳纤维薄板通过树脂压合组合形成整体结构；
[0008]优选地，N的取值为1，整体结构由最上层、中间层、最下层的碳纤维薄板层复合形成；
[0009]所述最上层和最下层为相同厚度的碳纤维薄板；
[0010]所述中间层的碳纤维薄板的厚度不小于最上层的碳纤维薄板的厚度；
[0011]所述最上层、中间层、最下层的碳纤维薄板为相同模量的碳纤维制作而成。
[0012]碳纤维薄板层叠加工方法，其特征在于，其包括：根据预先设定的碳纤维薄板层叠结构的尺寸制作对应厚度的碳纤维薄板，选取两块厚度相同的碳纤维薄板、纹理方向相同布置作为最上层、最下层，之后选取一块碳纤维薄板作为中间层，其中中间层的碳纤维薄板的厚度不小于最上层的碳纤维薄板的厚度，将其余碳纤维薄板按照关于中间层对称布置的原则厚度方向拼装，且每层的碳纤维薄板层和相邻的碳纤维薄板层的纹理方向在空间上成90
°
的垂直关系；将所有的碳纤维薄板自下而上层叠铺装，且相邻的碳纤维薄板之间铺设有树脂层，通过热压机将层叠的碳纤维板热压成型，相邻的碳纤维板通过树脂紧固形成整体结构。
[0013]其更一步特征在于：
[0014]碳纤维薄板层叠结构具体为三层结构，包括最上层、中间层和最下层的碳纤维薄板，将热压机的两侧边框按照设定尺寸调整到位，同时将每层碳纤维薄板的宽度制作到和设定的宽度一致，之后将最下层、中间层、最上层的碳纤维薄板顺次层叠放置、且使得相邻的碳纤维薄板之间铺设有树脂层，之后热压头下压完成层叠结构的固装作业，之后取出整体层叠结构，通过切割刀将碳纤维板长度方向的余量去除，形成设定的碳纤维层叠结构的对应尺寸；
[0015]所有的碳纤维薄板为T700系列，其性价比高；
[0016]所有的碳纤维薄板的厚度一致时，纹理方向和非纹理方向的抗拉强度差别小。
[0017]采用本专利技术后，将设定厚度的碳纤维板按照非纹理方向和纹理方向层叠布置成(2N+1)层，其在相同厚度下提高了沿着纹理方向的抗拉强度，使得整体结构抗拉强度好。
附图说明
[0018]图1为专利技术具体实施例的爆炸示意图。
具体实施方式
[0019]碳纤维薄板层叠结构，见图1：其由(2N+1)层碳纤维薄板层叠组合形成，其最上层1为第一层，其最下层3为第(2N+1)层，厚度方向中间层为中间层2，最上层1和最下层3的碳纤维薄板层的纹理方向相同，中间层2的碳纤维薄板层和最上层的碳纤维薄板层的纹理方向在空间上成90
°
的垂直关系，每层的碳纤维薄板层和相邻的碳纤维薄板层的纹理方向在空间上成90
°
的垂直关系，(2N+1)层碳纤维薄板复合层叠形成整体结构，所有的(2N+1)层碳纤维薄板的面域重合对位布置，其中N为≥1的自然数。
[0020]所有的碳纤维薄板通过树脂压合组合形成整体结构；
[0021]具体实施例中，N的取值为1，整体结构由最上层1、中间层2、最下层3的碳纤维薄板层复合形成；
[0022]最上层1和最下层3为相同厚度的碳纤维薄板；
[0023]中间层2的碳纤维薄板的厚度不小于最上层1的碳纤维薄板的厚度；
[0024]最上层1、中间层2、最下层3的碳纤维薄板为相同模量的碳纤维制作而成。
[0025]具体实施例一，最上层1为30μm的T700碳纤维薄板，中间层2为90μm的M40碳纤维薄板，最下层3为30μm的T700碳纤维薄板，最上层1和最下层3为纹理方向相同布置，中间层2的纹理方向和最上层的纹理方向在空间上成90
°
的垂直关系，通过热压机整体压合后的总厚度为0.156mm，非纹理方向的抗拉强度为778.11N/mm2，纹理方向的抗拉强度为584.94N/mm2。
[0026]具体实施例二，最上层1为45μm的T700碳纤维薄板，中间层2为90μm的T700碳纤维薄板，最下层3为45μm的T700碳纤维薄板，最上层1和最下层3为纹理方向相同布置，中间层2的纹理方向和最上层1的纹理方向在空间上成90
°
的垂直关系，通过热压机整体压合后的总厚度为0.192mm，非纹理方向的抗拉强度为844.00N/mm2，纹理方向的抗拉强度为583.05N/mm2。
[0027]具体实施例三，最上层1为30μm的T700碳纤维薄板，中间层2为90μm的T700碳纤维薄板，最下层3为30μm的T700碳纤维薄板，最上层1和最下层3为纹理方向相同布置，中间层2
的纹理方向和最上层1的纹理方向在空间上成90
°
的垂直关系，通过热压机整体压合后的总厚度为0.16mm，非纹理方向的抗拉强度为766.65N/mm2，纹理方向的抗拉强度为533.43N/mm2。
[0028]具体实施例四，最上层1为50μm的T700碳纤维薄板，中间层2为50μm的T700碳纤维薄板，最下层3为50μm的T700碳纤维薄板，最上层1和最下层3为纹理方向相同布置，中间层2的纹理方向和最上层1的纹理方向在空间上成90
°
的垂直关系，通过热压机整体压合后的总厚度为0.154mm，非纹理方向的抗拉强度为655.50N/mm2，纹理方向的抗拉强度为753.83N/mm2。
[0029]T700系列的碳纤维具有高强度，M40系列的碳纤维具有高模量，但目前M40系列价格是T700系列的3
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.碳纤维薄板层叠结构，其特征在于：其由(2N+1)层碳纤维薄板层叠组合形成，其最上层为第一层，其最下层为第(2N+1)层，厚度方向中间层为中间层，最上层和最下层的碳纤维薄板层的纹理方向相同，中间层的碳纤维薄板层和最上层的碳纤维薄板层的纹理方向在空间上成90
°
的垂直关系，每层的碳纤维薄板层和相邻的碳纤维薄板层的纹理方向在空间上成90
°
的垂直关系，(2N+1)层碳纤维薄板复合层叠形成整体结构，所有的(2N+1)层碳纤维薄板的面域重合对位布置，其中N为≥1的自然数。2.如权利要求1所述的碳纤维薄板层叠结构，其特征在于：所有的碳纤维薄板通过树脂压合组合形成整体结构。3.如权利要求2所述的碳纤维薄板层叠结构，其特征在于N的取值为1，整体结构由最上层、中间层、最下层的碳纤维薄板层复合形成。4.如权利要求3所述的碳纤维薄板层叠结构，其特征在于：所述最上层和最下层为相同厚度的碳纤维薄板。5.如权利要求3所述的碳纤维薄板层叠结构，其特征在于：所述中间层的碳纤维薄板的厚度不小于最上层的碳纤维薄板的厚度。6.如权利要求3所述的碳纤维薄板层叠结构，其特征在于：所述最上层、中间层、最下层的碳纤维薄板为相同模量的碳纤维制作而成。7.碳纤维薄板层叠加工方法，其特征在于，其包括：根据预先设定的碳纤维薄板层叠结构的尺寸制作对应厚...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春生，李永泉，袁天圣，
申请(专利权)人：苏州安洁科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：