拉擠纏繞復(fù)合成型制備復(fù)合材料屬于一種復(fù)合材料制備方法。
背景技術(shù)：
以往的復(fù)合材料制備方法有多種，其中包括拉擠成型法和纏繞成型法。
拉擠成型加溫固化法具有生產(chǎn)連續(xù)性好、自動(dòng)化程度高和成本低等優(yōu)點(diǎn)，但存在增強(qiáng)纖維走向?yàn)閱我坏难刂L(zhǎng)度方向的特點(diǎn)，拉擠成型法生產(chǎn)的復(fù)合材料抗扭力差和易開裂等缺點(diǎn)。
纏繞成型加溫固化法具有抗內(nèi)壓能力強(qiáng)、不易開裂、可設(shè)計(jì)性好和工藝較靈活等優(yōu)點(diǎn)，但存在生產(chǎn)連續(xù)性較差、自動(dòng)化程度不高和成本較高等缺點(diǎn)。
為了克服前述兩種方法所制備復(fù)合材料的缺點(diǎn)，已有的方法為兩步法，即：第一步，利用拉擠成型加溫固化法制備復(fù)合材料芯材；第二步，以第一步所制備的復(fù)合材料芯材為芯軸，在其外側(cè)纏繞一層增強(qiáng)纖維預(yù)浸帶，經(jīng)加溫固化成型，制得兩層增強(qiáng)纖維走向近于垂直的復(fù)合材料。
已有復(fù)合材料的兩步制備法，存在過程復(fù)雜、生產(chǎn)周期長(zhǎng)和生產(chǎn)成本較高的缺點(diǎn)，并且由于拉擠成型的芯層和纏繞成型的外層是分別經(jīng)過兩次固化形成，芯層與外層之間的樹脂結(jié)合強(qiáng)度不高，直接影響了復(fù)合材料的整體性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的在于提供一種兼具拉擠成型法和纏繞成型法優(yōu)點(diǎn)的復(fù)合材料制備方法。
本發(fā)明是一種把拉擠成型法和纏繞成型法結(jié)合起來的復(fù)合材料一步成型制備方法，能夠制備出一種復(fù)合材料，其中的增強(qiáng)纖維分為芯層和外層。
芯層增強(qiáng)纖維走向與拉引方向一致，主要承擔(dān)制備時(shí)的拉引力和使用過程中受到的沿復(fù)合材料長(zhǎng)度方向的拉應(yīng)力。
外層增強(qiáng)纖維纏繞于芯層增強(qiáng)纖維外側(cè)，與芯層增強(qiáng)纖維呈約90°的夾角，主要承擔(dān)來自于復(fù)合材料內(nèi)部的膨脹壓力。
樹脂填充于芯層增強(qiáng)纖維、外層增強(qiáng)纖維和這兩層之間的所有間隙，并在固化后將所有增強(qiáng)纖維固結(jié)為一體，形成復(fù)合材料。
這種一步成型法制備的復(fù)合材料與兩步成型法所制備的復(fù)合材料相比較，由于芯層與外層所有樹脂是一次固化成型，整體強(qiáng)度明顯提高。
由于簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程，能夠縮短復(fù)合材料的生產(chǎn)周期，減少生產(chǎn)場(chǎng)地的占用和解放人力，能夠降低生產(chǎn)成本。
優(yōu)化的是，套模內(nèi)部的加熱元件的加熱功率與拉引速度相匹配，能夠保證復(fù)合材料所需的固化溫度。
更加優(yōu)化的是，借助于外層增強(qiáng)纖維纏繞過程中的勒緊效應(yīng)，最后制備成的復(fù)合材料中增強(qiáng)纖維的占比更高，進(jìn)一步提高了復(fù)合材料的整體性能。
附圖說明
附圖1是本發(fā)明的方法實(shí)施過程示意圖。
附圖1中，1是拉引增強(qiáng)纖維束，2是樹脂液槽，3是樹脂液，4是預(yù)浸帶，5是收束模，6是纏繞增強(qiáng)纖維絲束，7是供絲管，8是復(fù)合預(yù)浸料，9是繞絲裝置，10是纏繞增強(qiáng)纖維供絲線軸，11是帶加熱功能的套模，12是套模加熱器，13是已固化復(fù)合材料，14是拉引裝置，15是拉引力方向。
在拉引裝置14作用下，拉引增強(qiáng)纖維束1被導(dǎo)入樹脂液槽2中并被樹脂液3浸潤形成預(yù)浸帶4，經(jīng)收束模5導(dǎo)出。
此時(shí)，在繞絲裝置9的作用下，纏繞增強(qiáng)纖維供絲線軸10上的增強(qiáng)纖維絲束經(jīng)過供絲管7的內(nèi)孔供出，成為纏繞增強(qiáng)纖維絲束6。
纏繞增強(qiáng)纖維絲束6連續(xù)不斷地纏繞在預(yù)浸帶4的外面形成復(fù)合預(yù)浸料8，并在拉引裝置14作用下向拉引力方向15進(jìn)給。
這時(shí)，有利的效果之一是預(yù)浸帶4和纏繞增強(qiáng)纖維絲束6之間形成緊束的狀態(tài)。
另一個(gè)有利的效果是，在纏繞增強(qiáng)纖維絲束6提供的勒緊力作用下，預(yù)浸帶4浸出的剩余樹脂液充分地浸潤了纏繞增強(qiáng)纖維絲束6。
隨后，復(fù)合預(yù)浸料8被導(dǎo)入帶加熱功能的套模11的成型區(qū)，在套模加熱器12的加熱作用下，復(fù)合預(yù)浸料8達(dá)到最終成型所需的固化溫度和截面形狀，固化形成復(fù)合材料13。
套模11內(nèi)部的套模加熱器12的加熱功率與拉引速度相匹配，能夠保證拉擠纏繞復(fù)合成型制備復(fù)合材料成型所需的固化溫度。