專利名稱:一種樹脂基復合材料預浸膠帶搭接續(xù)帶方法
技術領域:
本發(fā)明涉及復合材料纏繞、鋪放成型技術領域,具體是一種樹脂基復合材料預浸膠帶搭接續(xù)帶方法。
背景技術:
樹脂基復合材料具有高比強度、高比剛度、獨特的可設計性和良好的可加工性等特點,廣泛應用于航空航天、國防及民用等諸多領域,其中樹脂基復合材料預浸膠帶廣泛應用于復合材料纏繞、鋪放成型工藝,將增強纖維按規(guī)則編織形成布狀纖維增強體并浸入樹脂基體溶劑中,通過若干工序控制增強纖維中樹脂基體的含量,經(jīng)過烘干、剪裁等工藝最終獲得樹脂基復合材料預浸膠帶。纏繞成型過程中,完成一件零件需要上千米的預浸膠帶,而目前纏繞設備所能裝載的預浸膠帶長度最長為300米,因此纏繞過程中需要對預浸膠帶進行搭接續(xù)帶,從而完成纏繞成型工藝。目前預浸膠帶的續(xù)帶主要通過手工縫接的方式實現(xiàn)。手工縫接的續(xù)帶方式降低了纏繞成型的效率,預浸膠帶接頭處的縫紉線成為纏繞過程中的摻雜材料,同時縫紉時在預浸膠帶上產(chǎn)生的針孔形成了應力集中點,這些摻雜材料和應力集中點的存在,造成纏繞制品的實際性能偏離了設計性能,產(chǎn)品一致性差且增加了制造成本。隨著航空航天飛行器設計制造技術的進步,要求纏繞制品性能偏差減小,因此需要研究一種新型的預浸膠帶搭接續(xù)帶方法,實現(xiàn)預浸膠帶無雜質、無損的續(xù)接,以提高纏繞制品質量。
發(fā)明內容
要解決的技術問題為了克服現(xiàn)有手工縫接復合材料預浸膠帶效率低、工序復雜、出現(xiàn)摻雜材料等缺陷,本發(fā)明提出了一種樹脂基復合材料預浸膠帶搭接續(xù)帶方法,通過熱壓搭接,實現(xiàn)了復合材料預浸膠帶的快速、無摻雜、無損續(xù)帶工藝。技術方案本發(fā)明提出的樹脂基復合材料預浸膠帶搭接續(xù)帶方法,利用加熱、加壓的方式使兩段復合材料預浸膠帶搭接在一起,形成一條連續(xù)的預浸膠帶。本發(fā)明的技術方案為所述一種樹脂基復合材料預浸膠帶搭接續(xù)帶方法,其特征在于包括以下步驟步驟1 將要搭接的兩段預浸膠帶的接頭部分重疊IOOmm 200mm,并將兩段預浸膠帶的側邊對齊;步驟2 將兩段預浸膠帶的重疊部分置于40°C 60°C的溫度場中,使重疊部分表面的樹脂基體融化成黏性流體;步驟3 對處于40°C 60°C的溫度場中的兩段預浸膠帶重疊部分施加5 IOKg/ cm2的垂直于重疊面的壓力,并保持至少8秒的加壓狀態(tài),使兩段預浸膠帶重疊部分的纖維增強體貼合;
步驟4 將經(jīng)過步驟3處理后的兩段預浸膠帶重疊部分在室溫下冷卻,使兩段預浸膠帶重疊部分的樹脂基體凝固,完成兩段預浸膠帶的搭接續(xù)帶。有益效果本發(fā)明提出的樹脂基復合材料預浸膠帶搭接續(xù)帶方法通過加熱使預浸膠帶中的樹脂基體融為黏性流體,加壓后樹脂基體流動使兩段預浸膠帶中的纖維增強體緊密貼合, 樹脂基體冷卻后凝固保持纖維增強體間緊密貼合狀態(tài),最終由纖維增強體之間的靜摩擦力承受拉力,獲得具有抗拉強度的連續(xù)膠帶從而實現(xiàn)纏繞時預浸膠帶的續(xù)接。使用該方法時無需使用其他材料續(xù)接且不破壞預浸膠帶結構,避免了手工縫紉續(xù)接時縫紉線和針孔產(chǎn)生的雜質和應力集中點,實現(xiàn)了無雜質、無破壞的復合材料預浸膠帶續(xù)接,提高了纏繞制品質量。
圖1為未搭接的預浸膠帶示意圖;圖2為預浸膠帶重疊后的剖視圖;圖3為預浸膠帶加熱后的剖視圖;圖4為預浸膠帶加壓后的剖視圖;圖5為搭接完成后的預浸膠帶示意圖;圖中1、樹脂基復合材料預浸膠帶1 ;2、樹脂基復合材料預浸膠帶2 ;3、樹脂基體; 4、纖維增強體;5、氣泡。
具體實施例方式下面結合具體實施例描述本發(fā)明實施例1 本實例是利用加熱、加壓的方式使兩段復合材料預浸膠帶搭接在一起,形成一條連續(xù)的預浸膠帶。步驟1 將樹脂基復合材料預浸膠帶1的接頭部分與樹脂基復合材料預浸膠帶2 的接頭部分水平重疊100mm,并使兩段預浸膠帶的側邊對齊,重疊完成后如圖2所示。步驟2 將兩段預浸膠帶的重疊部分加熱到40°C,使重疊部分表面的樹脂基體3融化成具有一定粘度的黏性流體,由于兩段要搭接的預浸膠帶的樹脂基體材料相同,所以兩段預浸膠帶表面的樹脂基體融為一體,如圖3所示。步驟3 沿垂直于重疊面的方向對兩段預浸膠帶重疊部分施加lOKg/cm2的壓力, 并保持8秒鐘,使兩段預浸膠帶內部的纖維增強體4緊密貼合在一起,經(jīng)過8秒的加壓后, 兩段預浸膠帶表面的樹脂基體相互滲透、流動,消除了存在于兩段預浸膠帶之間樹脂基體內的氣泡5,如圖4所示。步驟4 將經(jīng)過熱壓搭接的兩段預浸膠帶在室溫下冷卻2秒,使兩段預浸膠帶重疊部分的樹脂基體在冷卻后重新凝固,確保搭接后纖維增強體的緊密貼合,纖維增強體之間產(chǎn)生的摩擦力使兩段預浸膠帶能夠承受拉應力,形成一條具有一定抗拉強度的連續(xù)預浸膠帶,如圖5所示。實施例2
本實例是利用加熱、加壓的方式使兩段復合材料預浸膠帶搭接在一起,形成一條連續(xù)的預浸膠帶。步驟1 將樹脂基復合材料預浸膠帶1的接頭部分與樹脂基復合材料預浸膠帶2 的接頭部分水平重疊200mm,并使兩段預浸膠帶的側邊對齊。步驟2 將兩段預浸膠帶的重疊部分加熱到60°C,使重疊部分表面的樹脂基體3融化成具有一定粘度的黏性流體,由于兩段要搭接的預浸膠帶的樹脂基體材料相同,所以兩段預浸膠帶表面的樹脂基體融為一體。步驟3 沿垂直于重疊面的方向對兩段預浸膠帶重疊部分施加^(g/cm2的壓力,并保持10秒鐘,使兩段預浸膠帶內部的纖維增強體4緊密貼合在一起,經(jīng)過10秒的加壓后, 兩段預浸膠帶表面的樹脂基體相互滲透、流動,消除了存在于兩段預浸膠帶之間樹脂基體內的氣泡5。步驟4 將經(jīng)過熱壓搭接的兩段預浸膠帶在室溫下冷卻5秒,使兩段預浸膠帶重疊部分的樹脂基體在冷卻后重新凝固,確保搭接后纖維增強體的緊密貼合,纖維增強體之間產(chǎn)生的摩擦力使兩段預浸膠帶能夠承受拉應力,形成一條具有一定抗拉強度的連續(xù)預浸膠
市ο實施例3 本實例是利用加熱、加壓的方式使兩段復合材料預浸膠帶搭接在一起,形成一條連續(xù)的預浸膠帶。步驟1 將樹脂基復合材料預浸膠帶1的接頭部分與樹脂基復合材料預浸膠帶2 的接頭部分水平重疊150mm,并使兩段預浸膠帶的側邊對齊。步驟2 將兩段預浸膠帶的重疊部分加熱到50°C,使重疊部分表面的樹脂基體3融化成具有一定粘度的黏性流體,由于兩段要搭接的預浸膠帶的樹脂基體材料相同,所以兩段預浸膠帶表面的樹脂基體融為一體。步驟3 沿垂直于重疊面的方向對兩段預浸膠帶重疊部分施加7Kg/cm2的壓力,并保持10秒鐘,使兩段預浸膠帶內部的纖維增強體4緊密貼合在一起,經(jīng)過10秒的加壓后, 兩段預浸膠帶表面的樹脂基體相互滲透、流動,消除了存在于兩段預浸膠帶之間樹脂基體內的氣泡5。步驟4 將經(jīng)過熱壓搭接的兩段預浸膠帶在室溫下冷卻3秒,使兩段預浸膠帶重疊部分的樹脂基體在冷卻后重新凝固,確保搭接后纖維增強體的緊密貼合,纖維增強體之間產(chǎn)生的摩擦力使兩段預浸膠帶能夠承受拉應力,形成一條具有一定抗拉強度的連續(xù)預浸膠
市ο
權利要求
1. 一種樹脂基復合材料預浸膠帶搭接續(xù)帶方法,其特征在于包括以下步驟 步驟1 將要搭接的兩段預浸膠帶的接頭部分重疊IOOmm 200mm,并將兩段預浸膠帶的側邊對齊;步驟2 將兩段預浸膠帶的重疊部分置于40°C 60°C的溫度場中,使重疊部分表面的樹脂基體融化成黏性流體;步驟3 對處于40°C 60°C的溫度場中的兩段預浸膠帶重疊部分施加5 lOKg/cm2的垂直于重疊面的壓力,并保持至少8秒的加壓狀態(tài),使兩段預浸膠帶重疊部分的纖維增強體貼合;步驟4 將經(jīng)過步驟3處理后的兩段預浸膠帶重疊部分在室溫下冷卻,使兩段預浸膠帶重疊部分的樹脂基體凝固,完成兩段預浸膠帶的搭接續(xù)帶。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種樹脂基復合材料預浸膠帶搭接續(xù)帶方法,通過加熱使預浸膠帶中的樹脂基體融為黏性流體,加壓后樹脂基體流動使兩段預浸膠帶中的纖維增強體緊密貼合,樹脂基體冷卻后凝固保持纖維增強體間緊密貼合狀態(tài),最終由纖維增強體之間的靜摩擦力承受拉力,獲得具有抗拉強度的連續(xù)膠帶從而實現(xiàn)纏繞時預浸膠帶的續(xù)接。使用該方法時無需使用其他材料續(xù)接且不破壞預浸膠帶結構,避免了手工縫紉續(xù)接時縫紉線和針孔產(chǎn)生的雜質和應力集中點,實現(xiàn)了無雜質、無破壞的復合材料預浸膠帶續(xù)接,提高了纏繞制品質量。
文檔編號B29C65/42GK102490361SQ20111036369
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權日2011年11月16日
發(fā)明者何曉東, 俞濤, 史耀耀, 岳洋, 左安邦, 彭家浩 申請人:西北工業(yè)大學