【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及体火箭发动机壳体预浸料制备，具体涉及一种低成本湿法制备单向预浸料的方法。
技术介绍
1、纤维缠绕发动机壳体，在降低壳体重力、提升质量比方面具有较大优势，是国内固体火箭发动机壳体发展的主要方向。预浸料是用树脂基体在在严格控制的条件下浸渍连续纤维或织物，制成树脂基体与增强体的组合物，是制造复合材料的中间材料。现已成为广泛应用于纤维增强复合材料设计与制造工艺的一类中间材料。
2、从物理形状上来看，预浸料可分为单向预浸料和织物预浸料。从力学性能上来说，单向预浸料中时没有纬纱的，依赖树脂基体材料将一层层纤维粘结成具有不同厚度的片状中间体，承载纤维可按结构设计受力分析情况铺层，因此它的力学性能是最好的。而织物预浸料中织物由于编织过程经、纬纱的跨格效应，不可避免地要损伤纤维，从而降低其力学性能。预浸料主要用于纤维增强复合材料设计与制造工艺中。替代预浸料使用的3k五枚缎纹布铺贴时操作难度较大，容易扭曲、变形，且缠绕时容易出现碳布凸起、外露等现象，后续可能会出现架空，且价格较为昂贵。不仅在操作上具有较大难度，而且具有较高的安全风险和质量风险。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种低成本湿法制备单向预浸料的方法。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种低成本湿法制备单向预浸料的方法，包括：
3、s1、根据发动机壳体长度对所需铺贴预浸料部位尺寸进行测量并划分区域，根据每个区域的尺寸及发动机壳体的外径计算预浸料的尺寸、厚
4、s2、配置与壳体相同体系的环氧树脂胶液；
5、s3、根据预浸料的尺寸裁剪脱模布、吸胶布与离型纸；
6、s4、在缠绕工装表面依次粘贴一层脱模布和一层吸胶布；
7、s5、利用缠绕机将浸渍环氧树脂胶液的碳纤维纱缠绕在缠绕工装表面的吸胶布上；
8、s6、缠绕完成后，在碳纤维纱表面铺放一层吸胶布；
9、s7、根据预浸料的尺寸裁剪碳纤维纱；
10、s8、对碳纤维纱进行固化。
11、进一步地，步骤s1中，每个区域的预浸料均包括多个纤维角度。
12、进一步地，步骤s2包括：将环氧树脂-a、环氧树脂-b、环氧树脂-c按照110:160:2的质量比进行混合并搅拌，直至溶液底部用玻璃棒挑起无沉淀。
13、进一步地，步骤s3中，脱模布、吸胶布、离型纸的长度和宽度均比预浸料的长度和宽度大。
14、进一步地，步骤s4包括：转动缠绕工装在缠绕工装表面粘贴一层脱模布，在粘贴过程中使用刮胶板进行刮制，保证张贴面平整无褶皱无气泡，在脱模布表面涂刷的环氧树脂胶液，并粘贴一层吸胶布。
15、进一步地，步骤s4中，缠绕工装包括芯轴以及套在芯轴外的圆筒，所述芯轴和圆筒同轴布置，所述芯轴通过连接杆与圆筒固定连接，所述圆筒的外表面沿轴向开设工装凹槽，所述圆筒的长度大于脱模布的长度。
16、进一步地，步骤s5包括：将用于制作预浸料的碳纤维纱装入缠绕机的挂纱区，将碳纤维纱穿过浸胶轮使得碳纤维纱被环氧树脂胶液浸渍，将碳纤维纱穿过缠绕机的丝嘴，根据环氧树脂胶液设置缠绕机的胶槽温度，根据预浸料的尺寸，更改纱宽和环向缠绕层数，设定缠绕张力并开始将碳纤维纱湿法缠绕至缠绕工装上，在缠绕过程中需用刮胶板刮除碳纤维纱表面富余的环氧树脂胶液。
17、进一步地，步骤s6包括：缠绕完成后，在碳纤维纱表面铺放一层吸胶布，在吸胶布搭接处使用脱模布进行固定。
18、进一步地，步骤s7包括：沿所述工装凹槽切断碳纤维纱，根据预浸料的尺寸裁剪碳纤维纱，转动缠绕工装取下两面均有吸胶布包裹的碳纤维纱，放置于离型纸上。
19、进一步地，步骤s8包括：启动加热系统，调节升温速率1～2℃/min，待温度升至120℃时，打开炉门，将碳纤维纱放入固化炉中，试样不可折叠，保温120℃±5℃/6～6.5min，最后随炉降温至50℃以下出炉。
20、本专利技术的有益效果为：。
21、1、本专利技术采用自制预浸料替代传统的高模预浸料，自制预浸料价格仅为高模预浸料价格的1/10，大幅度降低了成本，经济性更高。
22、2、本专利技术通过在碳纤维纱中加入一定比例的环氧树脂胶液对预浸料进行增强，成型后的预浸料具有一定的固化度，解决了3k五枚缎纹布隐藏的质量问题及强度不足，不能应用于缠绕壳体的问题，
23、3、本专利技术的方法操作简单，生产周期短，效率高，质量风险小。
24、4、本专利技术的缠绕工装结构简单，可使用表面光滑具有一定长度的纱芯模或者圆筒进行预浸料的制作，无需新制专用缠绕工装，工装成本低。
25、5、本专利技术自制预浸料使用的树脂与壳体使用树脂一致，即体系相同，可以进一步保证产品质量以及降低预浸料铺放区域的脱粘率。
26、6、本专利技术后续可以根据壳体特性制作不同厚度和纤维角度的预浸料。
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1.一种低成本湿法制备单向预浸料的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的低成本湿法制备单向预浸料的方法，其特征在于：步骤S1中，每个区域的预浸料均包括多个纤维角度。
3.根据权利要求1所述的低成本湿法制备单向预浸料的方法，其特征在于：步骤S2包括：将环氧树脂-A、环氧树脂-B、环氧树脂-C按照110:160:2的质量比进行混合并搅拌，直至溶液底部用玻璃棒挑起无沉淀。
4.根据权利要求1所述的低成本湿法制备单向预浸料的方法，其特征在于：步骤S3中，脱模布、吸胶布、离型纸的长度和宽度均比预浸料的长度和宽度大。
5.根据权利要求1所述的低成本湿法制备单向预浸料的方法，其特征在于：步骤S4包括：转动缠绕工装在缠绕工装表面粘贴一层脱模布，在粘贴过程中使用刮胶板进行刮制，保证张贴面平整无褶皱无气泡，在脱模布表面涂刷的环氧树脂胶液，并粘贴一层吸胶布。
6.根据权利要求5所述的低成本湿法制备单向预浸料的方法，其特征在于：步骤S4中，缠绕工装包括芯轴以及套在芯轴外的圆筒，所述芯轴和圆筒同轴布置，所述芯轴通过连接杆与圆筒固定连接
7.根据权利要求1所述的低成本湿法制备单向预浸料的方法，其特征在于：步骤S5包括：将用于制作预浸料的碳纤维纱装入缠绕机的挂纱区，将碳纤维纱穿过浸胶轮使得碳纤维纱被环氧树脂胶液浸渍，将碳纤维纱穿过缠绕机的丝嘴，根据环氧树脂胶液设置缠绕机的胶槽温度，根据预浸料的尺寸，更改纱宽和环向缠绕层数，设定缠绕张力并开始将碳纤维纱湿法缠绕至缠绕工装上，在缠绕过程中需用刮胶板刮除碳纤维纱表面富余的环氧树脂胶液。
8.根据权利要求1所述的低成本湿法制备单向预浸料的方法，其特征在于：步骤S6包括：缠绕完成后，在碳纤维纱表面铺放一层吸胶布，在吸胶布搭接处使用脱模布进行固定。
9.根据权利要求6所述的低成本湿法制备单向预浸料的方法，其特征在于：步骤S7包括：沿所述工装凹槽切断碳纤维纱，根据预浸料的尺寸裁剪碳纤维纱，转动缠绕工装取下两面均有吸胶布包裹的碳纤维纱，放置于离型纸上。
10.根据权利要求1所述的低成本湿法制备单向预浸料的方法，其特征在于：步骤S8包括：启动加热系统，调节升温速率1～2℃/min，待温度升至120℃时，打开炉门，将碳纤维纱快速放入固化炉中，试样不可折叠，保温120℃±5℃/6～6.5min，最后随炉降温至50℃以下出炉。
...【技术特征摘要】
1.一种低成本湿法制备单向预浸料的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的低成本湿法制备单向预浸料的方法，其特征在于：步骤s1中，每个区域的预浸料均包括多个纤维角度。
3.根据权利要求1所述的低成本湿法制备单向预浸料的方法，其特征在于：步骤s2包括：将环氧树脂-a、环氧树脂-b、环氧树脂-c按照110:160:2的质量比进行混合并搅拌，直至溶液底部用玻璃棒挑起无沉淀。
4.根据权利要求1所述的低成本湿法制备单向预浸料的方法，其特征在于：步骤s3中，脱模布、吸胶布、离型纸的长度和宽度均比预浸料的长度和宽度大。
5.根据权利要求1所述的低成本湿法制备单向预浸料的方法，其特征在于：步骤s4包括：转动缠绕工装在缠绕工装表面粘贴一层脱模布，在粘贴过程中使用刮胶板进行刮制，保证张贴面平整无褶皱无气泡，在脱模布表面涂刷的环氧树脂胶液，并粘贴一层吸胶布。
6.根据权利要求5所述的低成本湿法制备单向预浸料的方法，其特征在于：步骤s4中，缠绕工装包括芯轴以及套在芯轴外的圆筒，所述芯轴和圆筒同轴布置，所述芯轴通过连接杆与圆筒固定连接，所述圆筒的外表面沿轴向开设工装凹槽，所述圆筒的长度大于脱模布的长度。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：郭勃勃，杨志超，高李帅，王任飞，曾甜甜，邹谦，黄凯，王奥，
申请(专利权)人：湖北三江航天江北机械工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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