一种热塑性树脂基碳纤维复合管及其三维热弯曲成形方法技术

技术编号:46571856 阅读:1 留言:0更新日期:2025-10-10 21:17
本发明专利技术属于复合材料成形技术领域,尤其涉及一种热塑性树脂基碳纤维复合管及其三维热弯曲成形方法。将热塑性树脂基预浸料卷绕若干层并在层间涂覆纳米改性剂干燥得到管材;获取管材的熔融温度和结晶温度信息;根据目标弯曲角和管材材料特性,得到三维热弯曲装置的牵引角设定值;确定三维热弯曲装置的红外辐射波长设定值和功率密度设定值;将管材放入三维热弯曲装置中,将三维热弯曲装置匹配至牵引角设定值、红外辐射波长设定值和功率密度设定值,在熔融温度下牵引管材进行热弯曲,然后将热弯曲后管材进行梯度冷却得到所述热塑性树脂基碳纤维复合管。能够实现热塑性树脂基碳纤维复合管高质量弯曲成型。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于复合材料成形,尤其涉及一种热塑性树脂基碳纤维复合管及其三维热弯曲成形方法


技术介绍

1、在航空航天、新能源汽车及高端装备制造领域,轻量化与高强韧性复合管件的需求日益增长。纤维增强热塑性复合管凭借其优异的比强度、耐腐蚀性及可定制化特性,逐步替代传统金属管材,广泛应用于燃料输送管路、高压电池热管理系统及流体传输组件等关键场景。然而,现有复合管弯曲成形技术存在显著瓶颈:传统加热工艺(如感应加热或热风循环)因复合材料非导电特性及基体吸热特性差异,导致能量利用率低(<50%)、温度场分布不均(波动>±10℃);常规二维绕弯或推弯成形技术无法实现复杂三维空间曲率,且成形过程中纤维-树脂界面易因剪切应力产生滑移与分层;热塑性基体结晶度的动态调控缺乏精准模型,导致力学性能离散性大(弯曲强度偏差>15%)。

2、现有3d自由弯管技术虽能实现金属管材的空间弯曲成形,但其,存在以下关键缺陷:(1)无法适配热弯曲成形过程中因温度梯度引发的尺寸变化(如热膨胀系数差异导致的曲率偏移>8%);(2)管坯推进时与夹具的剧烈摩擦(摩擦系数>0.3)易损伤表面功能本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种热塑性树脂基碳纤维复合管三维热弯曲成形方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的热塑性树脂基碳纤维复合管三维热弯曲成形方法,其特征在于,所述根据目标弯曲角和管材材料特性,确定三维热弯曲装置的牵引角设定值,包括:

3.根据权利要求1所述的热塑性树脂基碳纤维复合管三维热弯曲成形方法,其特征在于,所述根据α、β、管材的界面剪切强度和树脂熔体黏度计算牵引角设定值,包括:

4.根据权利要求1所述的热塑性树脂基碳纤维复合管三维热弯曲成形方法,其特征在于,所述在熔融温度下牵引管材进行热弯曲,包括:

5.根据权利要求1所述的热塑性树脂基碳纤...

【技术特征摘要】

1.一种热塑性树脂基碳纤维复合管三维热弯曲成形方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的热塑性树脂基碳纤维复合管三维热弯曲成形方法,其特征在于,所述根据目标弯曲角和管材材料特性,确定三维热弯曲装置的牵引角设定值,包括:

3.根据权利要求1所述的热塑性树脂基碳纤维复合管三维热弯曲成形方法,其特征在于,所述根据α、β、管材的界面剪切强度和树脂熔体黏度计算牵引角设定值,包括:

4.根据权利要求1所述的热塑性树脂基碳纤维复合管三维热弯曲成形方法,其特征在于,所述在熔融温度下牵引管材进行热弯曲,包括:

5.根据权利要求1所述的热塑性树脂基碳纤维复合管三维热弯曲成形方法,其特征在于,所述根据管材的热扩散率、比热容、导热系数和单位时间内温度偏差的变化量,得到功率调整量和调整后输出功率,其中,功率调整量∆p和调整后输出功率p的计算公式如下:

6.根据权利要求1所述的热塑性树脂基碳纤维复合管三维热弯曲成形方法,其特征在于,所述根据管材的熔融温度和壁厚,确定三维热弯曲...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱琳刘锦鸿王治学张配王诚志张旭李华冠
申请(专利权)人:南京工程学院
类型:发明
国别省市:

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