三維預制體的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及復合材料技術領域，尤其涉及三維預制體的制備方法。
【背景技術】
[0002]飛機碳剎車是一種圓形超高強度的摩擦材料，在制備飛機碳剎車的過程中，需要預先預制碳纖維三維預制體。碳纖維三維預制體是指，沿X、Y、Z軸方向上均具有高強度的物理性能。
[0003]預氧絲纖維針刺預制體技術是目前的主流技術，包括聚丙烯晴預氧化長纖維與短切聚丙烯晴氧化纖維網(wǎng)胎層疊形成三維織物，經(jīng)過針刺、碳化等工藝結構。但是，聚丙烯晴預氧化纖維制作的預制體必須經(jīng)過碳化工藝轉化為碳纖維結構。聚丙烯晴預氧化纖維導熱系數(shù)低、碳化可控性差、工藝難度較大、對設備及工藝要求高，且預氧化預制體在高溫碳化過程中，預制體內部的長、短纖維產(chǎn)生不同應力而蠕動造成整體收縮變形，易分層。
[0004]有鑒于此，有必要對現(xiàn)有技術中的準三維預制體的制備方法予以改進，以解決上述問題。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于公開一種準三維預制體的制備方法，用以提高Z向纖維導入的簡易性，提高Z向增強纖維的含量，克服分層現(xiàn)象，以形成層間密度一致的準三維預制體。
[0006]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種三維預制體的制備方法，包括以下步驟:
[0007]S1、由聚丙稀晴基長碳纖維徑向疊合針刺形成厚度為0.1?0.2mm，面密度50?200g/m2的無瑋織物；
[0008]S2、將玻璃纖維與短切碳纖維經(jīng)蒸汽柔性處理、機械開松，梳理成厚度為0.1?0.2mm、面密度為50?200g/m2的碳纖維網(wǎng)胎；
[0009]S3、將所述無瑋織物與碳纖維網(wǎng)胎交替疊層；
[0010]S4、通過針刺機傾斜于所述無維織物與碳纖維網(wǎng)胎交替疊層的鋪設平面的方向連續(xù)對向傾斜的方式針刺滲透兩層相鄰的無維織物及碳纖維網(wǎng)胎，并逐次針刺滲透所述無維織物及碳纖維網(wǎng)胎。
[0011]作為本發(fā)明的進一步改進，步驟S4中的刺針密度為25針/cm2，層間密度為5層/cm0
[0012]作為本發(fā)明的進一步改進，針刺機的針刺方向與無維織物及碳纖維網(wǎng)胎所在的平面的夾角為30?50度。
[0013]作為本發(fā)明的進一步改進，針刺機的針刺方向與無維織物及碳纖維網(wǎng)胎所在的平面的夾角為45度。
[0014]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:通過針刺機逐次針刺無維織物與碳纖維網(wǎng)胎并使針刺機進行傾斜方向上的針刺手段，顯著地提高了 Z向纖維導入的簡易性，提高了 Z向增強纖維的含量，克服分層現(xiàn)象。
【具體實施方式】
[0015]下面結合所示的各實施方式對本發(fā)明進行詳細說明，但應當說明的是，這些實施方式并非對本發(fā)明的限制，本領域普通技術人員根據(jù)這些實施方式所作的功能、方法、或者結構上的等效變換或替代，均屬于本發(fā)明的保護范圍之內。
[0016]在本實施方式中，一種準三維預制體的制備方法，包括以下步驟:
[0017]由聚丙稀晴基長碳纖維徑向疊合針刺形成厚度為0.1?0.2mm，面密度50?200g/m2的無瑋織物；由聚丙烯晴基短切碳纖維經(jīng)蒸汽柔性處理、機械開松，梳理成厚度為
0.1?0.2mm、面密度為50?200g/m2的碳纖維網(wǎng)胎；將所述無瑋織物與碳纖維網(wǎng)胎交替疊層；通過針刺機傾斜于所述無維織物與碳纖維網(wǎng)胎交替疊層的鋪設平面的方向連續(xù)對向傾斜的方式針刺滲透兩層相鄰的無維織物及碳纖維網(wǎng)胎，并逐次針刺滲透所述無維織物及碳纖維網(wǎng)胎，其中刺針密度為25針/cm2，層間密度為5層/cm。具體的，在本實施方式中，該針刺機的針刺方向與無維織物及碳纖維網(wǎng)胎所在的平面的夾角為30?50度，并進一步的優(yōu)選為45度。
[0018]上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實施方式或變更均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
[0019]對于本領域技術人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發(fā)明內。
[0020]此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
【主權項】
1.一種三維預制體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 51、由聚丙烯晴基長碳纖維徑向疊合針刺形成厚度為0.1?0.2mm，面密變50?200g/m2的無瑋織物； 52、將玻璃纖維與短切碳纖維經(jīng)蒸汽柔性處理、機械開松，梳理成厚度為0.1?0.2mm、面密度為50?200g/m2的碳纖維網(wǎng)胎； 53、將所述無瑋織物與碳纖維網(wǎng)胎交替疊層； 54、通過針刺機傾斜于所述無維織物與碳纖維網(wǎng)胎交替疊層的鋪設平面的方向連續(xù)對向傾斜的方式針刺滲透兩層相鄰的無維織物及碳纖維網(wǎng)胎，并逐次針刺滲透所述無維織物及碳纖維網(wǎng)胎。2.根據(jù)權利要求1所述的三維預制體的制備方法，其特征在于，所述步驟S4中的刺針密度為25針/cm2，層間密度為5層/cm。3.根據(jù)權利要求1所述的三維預制體的制備方法，其特征在于，所述針剌機的針刺方向與無維織物及碳纖維網(wǎng)胎所在的平面的夾角為30?50度。4.根據(jù)權利要求3所述的三維預制體的制備方法，其特征在于，所述針剌機的針刺方向與無維織物及碳纖維網(wǎng)胎所在的平面的夾角為45度。
【專利摘要】本發(fā)明提供了三維預制體的制備方法，其通過針刺機傾斜于所述無維織物與碳纖維網(wǎng)胎交替疊層的鋪設平面的方向連續(xù)對向傾斜的方式針刺滲透兩層相鄰的無維織物及碳纖維網(wǎng)胎，并逐次針刺滲透所述無維織物及碳纖維網(wǎng)胎。通過針刺機逐次針刺無維織物與碳纖維網(wǎng)胎并使針刺機進行對向傾斜方向上的針刺手段，顯著地提高了Z向纖維導入的簡易性，提高了Z向增強纖維的含量，克服分層現(xiàn)象。
【IPC分類】F16D69/02
【公開號】CN105114497
【申請?zhí)枴緾N201510425350
【發(fā)明人】繆黎麗, 繆黎燕, 邵敏強, 裴強, 繆伯承, 陳益軍, 張俊
【申請人】宜興市飛舟高新科技材料有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年7月14日