【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于碳纤维辊筒制备，具体涉及一种大直径高速旋转碳纤维辊筒的制备方法。
技术介绍
1、碳纤维辊筒是一种用于卷取和传输材料的装置，使用碳纤维材料制成，具有轻质、高强、高刚性、耐腐蚀、耐磨损等特点；因其具有良好的性能，在建筑、航天、医疗等多个领域被广泛使用，是目前使用较为广泛的材料之一。
2、其中，应用在高速旋转下的大直径炭纤维辊筒需具备更高的强度和稳定性，在用于卷绕和展开各种材料，如纸张、塑料薄膜、金属薄片等。它们可以通过辊筒的高速旋转将材料卷绕成较大的卷或展开成平整的片状，用于储存、运输或后续加工。
3、而目前针对大直径碳纤维辊筒的制备时，碳纤维纱线基本上都是采用单种编织方式（平面编织、轴编织或三维编织），虽然能通过改变纱线的编织路径及布局增强碳纤维辊筒强度，但是针对大直径辊筒则不适用，采用单种编织方式炭纤维纱线间的间隙会随着缠绕方式逐渐变大，虽能采用树脂进行固化，但炭纤维的密度降低，若后期辊筒上所施加的应力较大时，很容易出现形变，影响辊筒的质量和使用寿命。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种大直径高速旋转碳纤维辊筒的制备方法，能够采用多种编织方式结合的方式，有效缩减碳纤维纱线之间的间隙，增加大直径辊筒制备后的使用质量。
2、本专利技术采取的技术方案具体如下：
3、一种大直径高速旋转碳纤维辊筒的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
4、s1：根据要求设计辊筒参数，参数包括加工长度、承载力、绕线方式；>
5、s2：配比树脂成分，其树脂成分选用环氧树脂、酚醛酸酯、聚酯树脂和苯氧树脂中的任意一种；
6、s3：采用碳纤维纱线进行编织，选用平面编织和三维编织相结合的方式；
7、s4：对编织完毕的辊筒进行脱气，利用压力容器脱除树脂气泡；
8、s5：将脱气后的辊筒放入烘干炉中烘干固化；
9、s6：对辊筒内外圆进行多次车削、抛光加工；
10、s7：辊筒制备完毕后，进行质量检验，并喷涂养护涂层。
11、所述s2中，树脂具体成分包括：环氧树脂基体占60%-70%，固化剂占30%-40%，助剂占1%-5%；
12、酚醛树脂胶体占40%-50%，固化剂占30%-40%，填料占4%-6%，助剂占1%-3%；
13、聚酯树脂基体占50%-60%，固化剂占30%-40%，填料占5%-10%，助剂占1%-5%；
14、苯氧树脂基体占40%-50%，固化剂占30%-40%，填料占5%-10%，助剂占1%-5%。
15、所述s2中，树脂的混合方式包括以下步骤：
16、s21：确定所需树脂类型及固化剂；
17、s22：根据碳纤维纱线参数选取助剂，助剂还可选用增韧剂、抗uv剂、防火剂中的一种或多种；
18、s23：确定配比比例，加入搅拌容器中混合均匀，搅拌时间为5-10min，搅拌速度为100-500转/min；
19、s24：添加稀释剂调整树脂材料整体的粘稠度，获得用于碳纤维纱线浸渍的树脂材料。
20、所述s3中，采用平面编织和三维编织交替结合的缠绕具体方式包括以下步骤;
21、s31：选取碳纤维缠绕机和三维编织机，且碳纤维缠绕机位于辊筒一侧，三维编织机位于辊筒端面处；
22、s32：首次缠绕时碳纤维纱线需先浸渍树脂，利用碳纤维缠绕机进行初步平行缠绕后，再开始按照设定路径进行倾斜交叉式缠绕一圈；
23、s33：当碳纤维缠绕机首次运行程序结束后，三维编织机开始运行，将碳纤维纱线从辊筒端面处开始编织，并配置三维编织机的拉力，用于缩小碳纤维纱线之间的间隙，对辊筒编织完毕后，再利用炭纤维缠绕机开始缠绕一圈至多圈，获得毛坯碳纤维辊筒。
24、所述s4中，将毛坯碳纤维辊筒放入压力容器中，利用真空泵抽出空气，使容器处于真空状态，树脂成分渗透并填满碳纤维，用于消除碳纤维纱线之间的气泡。
25、所述s5中，辊筒的固化步骤如下：
26、s51：将烘干炉预热2-3min，温度上升至60℃-150℃，再将辊筒放入烘干炉内；
27、s52：根据树脂成分类型，持续升温至100℃-150℃，固化时间为2-6h；
28、s53：待烘干炉温度降至室温后，将辊筒取出，获得成型后的碳纤维辊筒。
29、所述s6中，在对辊筒车削前，需进行喷涂涂层后，再进行车削或抛光处理；
30、“先喷涂、再车削”工艺需进行一次至多次，且车削工艺采用先粗车再精车方式，所述涂层选用金刚石涂层、纳米陶瓷涂层中的任意一种。
31、所述s7中，碳纤维辊筒精加工完毕后，对其外圈粗糙度、尺寸、密度、强度和质量控制检测，若检测数据无误后，对其表面喷涂养护涂层；若检测数据有误差或辊筒表面有瑕疵，需进行修复后再反复检测。
32、本专利技术取得的技术效果为：
33、本专利技术的一种大直径高速旋转碳纤维辊筒的制备方法采用平面编织和和三维编织相结合的方式，在碳纤维辊筒中间位置采用三维编织进行纱线交叉，利用纱线之间的交叉压力一方面可缩减碳纤维纱线之间的间隙，另一方面可对下层平面编织的炭纤维纱线进行锁紧，使得固化后的辊筒具备更稳定的强度，适用于高速旋转状态下长时间运行，有效延长辊筒的使用寿命。
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1.一种大直径高速旋转碳纤维辊筒的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种大直径高速旋转碳纤维辊筒的制备方法，其特征在于：所述S2中，树脂具体成分包括：环氧树脂基体占60%-70%，固化剂占30%-40%，助剂占1%-5%；
3.根据权利要求1所述的一种大直径高速旋转碳纤维辊筒的制备方法，其特征在于：所述S2中，树脂的混合方式包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种大直径高速旋转碳纤维辊筒的制备方法，其特征在于：所述S3中，采用平面编织和三维编织交替结合的缠绕具体方式包括以下步骤;
5.根据权利要求4所述的一种大直径高速旋转碳纤维辊筒的制备方法，其特征在于：所述S4中，将毛坯碳纤维辊筒放入压力容器中，利用真空泵抽出空气，使容器处于真空状态，树脂成分渗透并填满碳纤维，用于消除碳纤维纱线之间的气泡。
6.根据权利要求1所述的一种大直径高速旋转碳纤维辊筒的制备方法，其特征在于：所述S5中，辊筒的固化步骤如下：
7.根据权利要求1所述的一种大直径高速旋转碳纤维辊筒的制备方法，
8.根据权利要求1所述的一种大直径高速旋转碳纤维辊筒的制备方法，其特征在于：所述S7中，碳纤维辊筒精加工完毕后，对其外圈粗糙度、尺寸、密度、强度和质量控制检测，若检测数据无误后，对其表面喷涂养护涂层；若检测数据有误差或辊筒表面有瑕疵，需进行修复后再反复检测。
9.根据权利要求7所述的一种大直径高速旋转碳纤维辊筒的制备方法，其特征在于：所述涂层选用金刚石涂层、纳米陶瓷涂层中的任意一种。
...【技术特征摘要】
1.一种大直径高速旋转碳纤维辊筒的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种大直径高速旋转碳纤维辊筒的制备方法，其特征在于：所述s2中，树脂具体成分包括：环氧树脂基体占60%-70%，固化剂占30%-40%，助剂占1%-5%；
3.根据权利要求1所述的一种大直径高速旋转碳纤维辊筒的制备方法，其特征在于：所述s2中，树脂的混合方式包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种大直径高速旋转碳纤维辊筒的制备方法，其特征在于：所述s3中，采用平面编织和三维编织交替结合的缠绕具体方式包括以下步骤;
5.根据权利要求4所述的一种大直径高速旋转碳纤维辊筒的制备方法，其特征在于：所述s4中，将毛坯碳纤维辊筒放入压力容器中，利用真空泵抽出空气，使容器处于真空状态，树脂成...
【专利技术属性】
技术研发人员：惟学，周加其，
申请(专利权)人：南通中鼎复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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