2mm以下方艙副車架用薄壁梁的制造方法及所得梁的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種2mm以下方艙副車架用薄壁梁的制造方法及所得梁。該制造方法，以碳纖維預(yù)浸料為原材料，采用一種預(yù)浸料搭接鋪層技術(shù)鋪層于一種碳纖維復(fù)合材料模具，最后采用熱壓罐成型技術(shù)制成2mm以下方艙副車架用薄壁梁。該種搭接鋪層技術(shù)保證最終方艙副車架用矩形薄壁梁的搭接壁有優(yōu)異的力學(xué)性能。本發(fā)明所用模具和最終方艙副車架用梁的原材料和成型工藝相同，又因?yàn)橹频迷撃＞邽殛幠Ｄ＞?，所以能夠精確控制最終方艙副車架用梁的外表面尺寸和表面光潔度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方艙副車架用薄壁梁外表面光滑且尺寸精確控制、各面力學(xué)性能相對均一、承載能力大、剛性好、自重輕、利于批量化生產(chǎn)。
【專利說明】2mm以下方艙副車架用薄壁梁的制造方法及所得梁
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種2_以下方艙副車架用薄壁梁的制造方法及所得梁。
【背景技術(shù)】
[0002]方艙是一種獨(dú)立的箱體，能夠在惡劣的外在環(huán)境條件下提供良好的內(nèi)部工作環(huán)境，具有多種防護(hù)能力且機(jī)動性好，在野戰(zhàn)救護(hù)、航天航空、抗震救災(zāi)、石油和地質(zhì)勘探等方面應(yīng)用也很廣泛。然而現(xiàn)有方艙多采用金屬材料制備，機(jī)動性能不佳且要求更高的能耗，固采用比強(qiáng)度高，比模量大，抗疲勞性能好，耐化學(xué)腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)的碳纖維復(fù)合材料可以有效的提高方艙的綜合性能，特別是機(jī)動性能。
[0003]方艙副車架是方艙的主承力結(jié)構(gòu)，對于方艙的綜合性能起決定性的作用，目前采用的方艙副車架多為金屬材質(zhì)，由于金屬材料密度大，不利于方艙減重和整體性能的提高。目前已有可以用作方艙副車架的碳纖維復(fù)合材料梁的制造方法，但是主要都是以拉擠成型為主。傳統(tǒng)拉擠方法制得碳纖維復(fù)合材料管材中碳纖維為單取向，這使得復(fù)合材料管材在垂直于纖維取向方向力學(xué)性能較差，不適合于方艙副車架用梁；碳纖維織物增強(qiáng)復(fù)合材料拉擠成型可以一定程度上解決管材各向異性的缺陷，但該方法對設(shè)備投資要求過高，且只能保證梁的內(nèi)表面尺寸，不適合對方形管外表面尺寸要求較高的方艙副車架用梁。除此之夕卜，該方法制得梁存在著制品內(nèi)部孔隙率高，樹脂含量不可控等缺點(diǎn)，而且生產(chǎn)環(huán)境惡劣。
[0004]上述問題是在2mm以下方艙副車架用薄壁梁的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)過程中應(yīng)當(dāng)予以考慮并解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種2mm以下方艙副車架用薄壁梁的設(shè)計(jì)制造方法及所得梁用于解決已有技術(shù)中存在的缺陷和不足如下:方艙副車架用梁多為金屬材質(zhì)，降低了方艙的靈活機(jī)動性能，同時(shí)也增加了能耗；現(xiàn)在已有梁用矩形薄壁空心管制造方法，但是主要以拉擠成型為主，該成型方法制品存在外表面尺寸難以精確控制，制品內(nèi)部孔隙率高，樹脂含量不可控等缺點(diǎn)，而且生產(chǎn)環(huán)境惡劣，不適合要求精確控制外表面尺寸的方艙副車架用薄壁梁。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
一種2mm以下方艙副車架用薄壁梁的制造方法，其特征在于:以碳纖維預(yù)浸料為原材料，采用預(yù)浸料搭接鋪層技術(shù)鋪層于模具，采用熱壓罐成型技術(shù)制成2mm以下方艙副車架
用薄壁梁。
[0007]優(yōu)選地，將碳纖維預(yù)浸料鋪層于碳纖維復(fù)合材料陰模模具，預(yù)留薄壁梁上側(cè)薄壁用預(yù)浸料；
預(yù)留預(yù)浸料層間采用離型紙隔離；將長方體金屬模塊預(yù)先包裹隔離膜和脫模布后置于已鋪層預(yù)浸料的陰模模具內(nèi)；
依次取出預(yù)留預(yù)浸料離型紙，并按照兩側(cè)交替的順序依次180°反向折疊鋪層于金屬模塊，形成碳纖維復(fù)合材料預(yù)成型體；
取出金屬模塊；采用定位銷和緊固螺栓組合并緊固陰模模具與平板模具，鋪層輔助材料采用熱壓罐固化固化；
取出制品，得到方艙副車架用薄壁梁。
[0008]優(yōu)選地，所述薄壁梁上薄壁預(yù)浸料搭接面寬度不低于20mm，搭接點(diǎn)距離不小于30mmo
[0009]優(yōu)選地，所述方艙副車架用薄壁梁采用熱壓罐成型技術(shù)制備，所述高壓采用真空袋內(nèi)壓和外壓兩種方式，其中內(nèi)壓采用真空袋預(yù)留抽真空管實(shí)現(xiàn)，全程抽真空，真空度保持-0.9bar以上；外壓由熱壓罐環(huán)境提供為3bar。
[0010]一種2mm以下方艙副車架用薄壁梁，由上述制造方法所得。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的制造方法可以制備外表面尺寸精度高，表面光滑，各面力學(xué)性能均優(yōu)異的方艙副車架用薄壁梁。本發(fā)明采用一種搭接鋪層技術(shù)保證最終薄壁梁的搭接壁有優(yōu)異的力學(xué)性能。方艙副車架用梁及其所用模具的原材料和成型工藝相同，又因?yàn)樵撃＞邽殛幠Ｄ＞撸阅軌蚓_控制最終方艙副車架用梁的外表面尺寸和表面光潔度。該薄壁梁所用材料均為碳纖維預(yù)浸料，能夠精確控制最終模具的樹脂含量，降低制品孔隙率；選用預(yù)浸料由單向和織物構(gòu)成，單向預(yù)浸料能提供主梁長度方向力學(xué)性能，織物預(yù)浸料鋪貼在方艙副車架用梁的內(nèi)外表面，能提供垂直梁長度方向的力學(xué)性能，還能減少方艙副車架用梁在制備和后續(xù)使用過程因溫度、壓力和外加載荷變化條件下的變形。本發(fā)明模具制造簡單、操作方便、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，適用于各種矩形截面、梯形截面及部分帶有不規(guī)則棱角截面的薄壁梁。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中預(yù)浸料的鋪層結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例折疊鋪層的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例中碳纖維復(fù)合材料預(yù)成型體的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例取走金屬模塊后的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明實(shí)施例所得2_以下方艙副車架用薄壁梁的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中:1_陰模模具；2_預(yù)浸料；3_離型紙；4_金屬模塊；5_定位銷；6_平板模具。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
[0014]實(shí)施例提供一種模具制造簡單、操作方便、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)的新型工藝，適用于各種矩形截面、梯形截面及部分帶有不規(guī)則棱角截面的薄壁梁。
[0015]本實(shí)施例提供一種2mm以下方艙副車架用薄壁梁的設(shè)計(jì)制造方法，采用碳纖維預(yù)浸料2按照一定的鋪層順序鋪層于碳纖維復(fù)合材料陰模模具I上，預(yù)留薄壁梁上側(cè)薄壁用預(yù)浸料2 ;預(yù)留預(yù)浸料2層間采用離型紙3隔離，如圖1所示，保證預(yù)留預(yù)浸料不過早粘結(jié)在一起，影響后續(xù)預(yù)浸料的搭接操作；將長方體金屬模塊4預(yù)先包裹輔助材料后置于已鋪層預(yù)浸料2的陰模模具I內(nèi)；依次取出預(yù)留預(yù)浸料2離型紙3，并按照A，B, C，D, E, F，G, H的順序依次180°反向折疊鋪層于金屬模塊4，形成碳纖維復(fù)合材料預(yù)成型體，如圖2所示；取出金屬模塊4，如圖3和圖4所示；采用定位銷5和緊固螺栓組合并緊固陰模模具I與平板模具6，鋪層輔助材料采用熱壓罐固化固化；取出制品，得到方艙副車架用薄壁梁，如圖5所示。
[0016]實(shí)施例一種2mm以下方艙副車架用薄壁梁的設(shè)計(jì)制造方法，提供一種可以制備外表面尺寸精度高，表面光滑，各面力學(xué)性能均優(yōu)異的方艙副車架用薄壁梁。以碳纖維預(yù)浸料2為原材料，采用一種預(yù)浸料2搭接鋪層技術(shù)鋪層于一種碳纖維復(fù)合材料模具，最后采用熱壓罐成型技術(shù)制成該薄壁梁。
[0017]上述預(yù)留預(yù)浸料2應(yīng)按照一定尺寸和順序，保證最終薄壁梁上薄壁預(yù)浸料2搭接面寬度不低于20mm，搭接點(diǎn)距離不小于30mm ;其中，輔助材料可采用隔離膜和脫模布。
[0018]上述熱壓罐高壓固化得到制品。其中壓力采用真空袋內(nèi)壓和外壓兩種方式，其中內(nèi)壓采用真空袋預(yù)留抽真空管實(shí)現(xiàn)，全程抽真空，真空度保持-0.9bar以上；外壓由熱壓罐環(huán)境提供為3bar。
[0019]本實(shí)施例提供一種2mm以下方艙副車架用薄壁梁，由上述的制造方法制得。
[0020]本實(shí)施例提供一種2_以下方艙副車架用薄壁梁的設(shè)計(jì)制造方法，該方法可以制備外表面尺寸精度高，表面光滑，各面力學(xué)性能均優(yōu)異的方艙副車架用薄壁梁。
[0021]實(shí)施例采用一種搭接鋪層技術(shù)，保證最終方艙副車架用矩形薄壁梁的搭接面有優(yōu)異的力學(xué)性能。方艙副車架用梁及其所用模具的原材料和成型工藝相同，又因?yàn)樵撃＞邽殛幠Ｄ＞?，所以能夠精確控制最終方艙副車架用梁的外表面尺寸和表面光潔度。該薄壁梁所用材料均為碳纖維預(yù)浸料2，能夠精確控制最終模具的樹脂含量，降低制品孔隙率；選用預(yù)浸料2由單向和織物構(gòu)成，單向預(yù)浸料2能提供主梁長度方向力學(xué)性能，織物預(yù)浸料2鋪貼在方艙副車架用梁的內(nèi)外表面，能提供垂直主梁長度方向的力學(xué)性能，還能減少方艙副車架用梁在制備和后續(xù)使用過程因溫度、壓力和外加載荷變化條件下的變形。
[0022]該薄壁梁所用材料均為預(yù)浸料2，相比于一般碳纖維復(fù)合材料模具，能夠精確控制最終模具的樹脂含量，降低制品孔隙率。與現(xiàn)有技術(shù)相比，實(shí)施例方艙副車架用薄壁梁外表面光滑且尺寸精確控制、各面力學(xué)性能相對均一、承載能力大、剛性好、自重輕、利于批量化生產(chǎn)。
[0023]實(shí)施例中模具制造簡單、操作方便、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，適用于各種矩形截面、梯形截面及部分帶有不規(guī)則棱角截面的薄壁梁。
[0024]除上述實(shí)施例外，本發(fā)明專利產(chǎn)品還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種2mm以下方艙副車架用薄壁梁的制造方法，其特征在于:以碳纖維預(yù)浸料為原材料，采用預(yù)浸料搭接鋪層技術(shù)鋪層于模具，采用熱壓罐成型技術(shù)制成2mm以下方艙副車架用薄壁梁。
2.如權(quán)利要求1所述的2mm以下方艙副車架用薄壁梁的制造方法，其特征在于:將碳纖維預(yù)浸料鋪層于碳纖維復(fù)合材料陰模模具，預(yù)留薄壁梁上側(cè)薄壁用預(yù)浸料； 預(yù)留預(yù)浸料層間采用離型紙隔離；將長方體金屬模塊預(yù)先包裹隔離膜和脫模布后置于已鋪層預(yù)浸料的陰模模具內(nèi)； 依次取出預(yù)留預(yù)浸料離型紙，并按照兩側(cè)交替的順序依次180°反向折疊鋪層于金屬模塊，形成碳纖維復(fù)合材料預(yù)成型體； 取出金屬模塊；采用定位銷和緊固螺栓組合并緊固陰模模具與平板模具，鋪層輔助材料采用熱壓罐固化固化； 取出制品，得到方艙副車架用薄壁梁。
3.如權(quán)利要求2所述2mm以下方艙副車架用薄壁梁的制造方法，其特征在于:所述薄壁梁上薄壁預(yù)浸料搭接面寬度不低于20mm，搭接點(diǎn)距離不小于30mm。
4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述一種2mm以下方艙副車架用薄壁梁的制造方法，其特征在于:所述方艙副車架用薄壁梁采用熱壓罐成型技術(shù)制備，所述高壓采用真空袋內(nèi)壓和外壓兩種方式，其中內(nèi)壓采用真空袋預(yù)留抽真空管實(shí)現(xiàn)，全程抽真空，真空度保持-0.9bar以上；外壓由熱壓罐環(huán)境提供為3bar。
5.一種2mm以下方艙副車架用薄壁梁，由權(quán)利要求1_4所述的制造工藝所得。
【文檔編號】B29C70/44GK103895239SQ201410148876
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15日
【發(fā)明者】張守玉, 陳征輝, 鄭曉謙, 王峰, 余偉, 李瑩瑩 申請人:江蘇恒神纖維材料有限公司