本發(fā)明涉及螺旋槳技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種空心螺旋槳及其制造方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的螺旋槳采用木工制作或碳纖維壓片式制造，一方面實(shí)心重量過大，重量無法降低，另外，異形雕洗加工難度大，造型困難，無法滿足數(shù)字化流體力學(xué)模擬形狀的制造，精度無法保證，大大降低了螺旋槳應(yīng)有的功能和效率,導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果和設(shè)計(jì)理論值相差甚遠(yuǎn)。而且，人工成本巨大，時(shí)間成本巨大，制造中還會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是提供一種空心螺旋槳及其制造方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)心螺旋槳所存在的重量大，精度無法保證的技術(shù)問題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種空心螺旋槳，包括空心樹脂框架以及包覆收壓于所述空心樹脂框架外的碳纖維層；所述空心樹脂框架以堆積成型方法制備一體成型。

所述碳纖維層為經(jīng)過樹脂預(yù)浸的單層碳纖維布，在所述碳纖維層外面制有光面樹脂裝飾層。

所述空心樹脂框架上設(shè)置有擾流凸起。

所述空心樹脂框架上設(shè)置有擾流凹坑。

空心螺旋槳的制造方法包括以下步驟：

a.以堆積成型方法制備一體成型的空心樹脂框架；

b.將經(jīng)過樹脂預(yù)浸的碳纖維布貼覆于空心樹脂框架外表面，形成碳纖維層；

c. 使所述碳纖維層壓實(shí)貼覆于與其接觸的樹脂框架的實(shí)體表面得初制品。

使所述碳纖維層壓實(shí)貼覆于與其接觸的樹脂框架的實(shí)體表面通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：

a.在所述碳纖維層外罩套袋式膜狀材料；

b．對所述袋式膜狀材料的袋口抽真空，使膜狀材料以及碳纖維層依次收壓于所述空心樹脂框架層表面；

c.置入固化箱升溫固化使碳纖維粘附于所述空心樹脂框架層，再去除套袋式膜狀材料得初制品。

使所述碳纖維層壓實(shí)貼覆于與其接觸的樹脂框架的實(shí)體表面還可以通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：

a.在所述碳纖維層外纏裹熱收縮材料；

b.將a步制品置于加熱空間內(nèi)加熱，使所述熱收縮材料收縮，將所述碳纖維層壓實(shí)并粘附于所述空心樹脂框架層表面；

c.去除熱收縮材料即得初制品。

將經(jīng)過樹脂預(yù)浸的碳纖維布貼覆于空心樹脂框架外表面以形成碳纖維層按如下步驟實(shí)現(xiàn)：所述碳纖維層由與所述空心樹脂框架形狀相對應(yīng)的雙向碳纖維布若干片材料組成，所述若干片材料邊緣處搭接形成包覆碳纖維層；也可以按如下步驟實(shí)現(xiàn)：將整塊雙向碳纖維布對頭包覆于所述空心樹脂框架外，剪除多余材料，使各相鄰的剪切邊之間搭接形成包覆碳纖維層。

所述的空心螺旋槳的制造方法中，對所述初制品表面進(jìn)行光面樹脂裝飾處理得空心螺旋槳。

所述的空心螺旋槳的制造方法中，經(jīng)過樹脂預(yù)浸的雙向碳纖維布是指將雙向碳纖維布在單組份環(huán)氧樹脂中浸軋?jiān)偻ㄟ^雙輥軋除多余樹脂，軋余率25-35wt%，再雙面封不粘膜打卷備用。

所述的空心螺旋槳的制造方法中，所制空心樹脂框架設(shè)置有擾流凸起和擾流凹坑。本發(fā)明的螺旋槳為空心結(jié)構(gòu)，與碳纖維壓層制成的實(shí)心結(jié)構(gòu)相比，底面和頂面的表面形狀可以單獨(dú)設(shè)計(jì)，因此，便于單獨(dú)調(diào)整螺旋槳頂面空氣接觸面的雷諾數(shù)，從而對層流的粘性進(jìn)行更合理的調(diào)控。同時(shí)，也有利于單獨(dú)調(diào)整螺旋槳底面氣流接觸面的氣流控制，從而強(qiáng)化對空氣摩擦力的調(diào)控。

另外，本發(fā)明的螺旋槳的結(jié)構(gòu)，可以通過在空心樹脂框架的外表面制有凹坑或突起而使螺旋槳的外表面具有擾流作用的凹坑或突起，從而可以很方便地對凹坑或突起的數(shù)量、形狀及分布狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而使得所制螺旋槳可按預(yù)定要求進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控。從而使螺旋槳應(yīng)用過程中轉(zhuǎn)動(dòng)阻力更小，升力更大。

本發(fā)明采用堆積成型方法制備空心樹脂框架層，從而可以快速制造高精度異形流體螺旋槳，精確到微米級(jí)，平衡度做到零誤差，表面的擾流凸起和/或擾流凹坑的精準(zhǔn)設(shè)置有利于控制湍流、轉(zhuǎn)捩、尾流對螺旋槳的干擾，使螺旋槳發(fā)揮最大功效，最終使螺旋槳?jiǎng)恿μ嵘俜种迨?，成本降低百分之五十，工期縮短兩倍以上，另外，本發(fā)明中的材料可回收利用，從而具有環(huán)保優(yōu)勢。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的螺旋槳的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作出說明，但該說明不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。

圖1所示，空心螺旋槳包括空心樹脂框架1以及包覆收壓于所述空心樹脂框架外的碳纖維層2；所述空心樹脂框架以堆積成型方法即3D打印技術(shù)制備一體成型并在外表面上設(shè)置擾流凸起和擾流凹坑，包覆收壓于所述空心樹脂框架外的碳纖維層2也形成與擾流凸起和擾流凹坑位置相對應(yīng)的凸起和凹坑。在碳纖維層外面按常規(guī)技術(shù)進(jìn)行光面樹脂裝飾形成光面樹脂裝飾層3。圖1顯示，空心螺旋槳產(chǎn)品的表面布有凸起4和圓坑5。凸起和圓坑的形狀、大小和分布根據(jù)設(shè)計(jì)需求設(shè)置。

實(shí)施例1

按如下步驟制備空心螺旋槳：

a.以堆積成型方法制備一體成型的空心樹脂框架；

b. 將雙向碳纖維布在單組份環(huán)氧樹脂中浸軋?jiān)偻ㄟ^雙輥軋除多余樹脂，軋余率25wt%，再雙面封不粘膜打卷備用。單組份環(huán)氧樹脂可以選用現(xiàn)有技術(shù)中常用于刷涂碳纖維布的環(huán)氧樹脂即可。

根據(jù)計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)化（自動(dòng)運(yùn)算）給出的圖紙裁剪結(jié)果，將經(jīng)過樹脂浸透的雙向碳纖維布裁剪成與所述空心樹脂薄壁框架形狀相對應(yīng)的若干個(gè)裁片，去掉雙面不粘膜后，貼覆于空心樹脂框架外表面，各相鄰材料邊緣處搭接形成包覆于空心樹脂框架外的碳纖維層。

c. 在所述碳纖維層外罩套袋式膜狀材料；對所述袋式膜狀材料的袋口抽真空，使膜狀材料以及碳纖維層依次收壓于所述空心樹脂框架層表面；置入固化箱升溫固化，溫度為100～120℃，時(shí)間為1 .5～3小時(shí)。使碳纖維粘附于所述空心樹脂框架層，再去除套袋式膜狀材料得初制品。膜狀材料可以選用熱縮膜，也可以選用能實(shí)現(xiàn)上述功能的各種材料。

d.按常規(guī)技術(shù)對所述初制品表面進(jìn)行光面樹脂裝飾處理得空心螺旋槳。

實(shí)施例2

a.以堆積成型方法制備一體成型的空心樹脂框架；框架表面設(shè)置有擾流凸起和圓形的擾流凹坑。

b. 將雙向碳纖維布在單組份環(huán)氧樹脂中浸軋?jiān)偻ㄟ^雙輥軋除多余樹脂，軋余率35wt%，再雙面封不粘膜打卷備用。單組份環(huán)氧樹脂可以選用現(xiàn)有技術(shù)中常用于刷涂碳纖維布的環(huán)氧樹脂即可。

去掉內(nèi)雙面不粘膜后，將整塊雙向碳纖維布對頭包覆于所述空心樹脂框架外，剪除多余材料，使各相鄰的剪切邊之間搭接形成包覆碳纖維層，貼覆于空心樹脂框架外表面，形成包覆于空心樹脂框架外的碳纖維層。

c.在所述碳纖維層外纏裹熱收縮材料；將a步制品置于加熱空間內(nèi)加熱，溫度為100～120℃，時(shí)間為1 .5～3小時(shí)。使所述熱收縮材料收縮，將所述碳纖維層壓實(shí)并粘附于所述空心樹脂框架層表面；去除熱收縮材料即得初制品。熱收縮材料可以選用熱縮膜，也可以選用其它的能實(shí)現(xiàn)上述功能的材料。

d.按常規(guī)技術(shù)對所述初制品表面進(jìn)行光面樹脂裝飾處理得空心螺旋槳。

本實(shí)施例所制備的空心螺旋槳的槳體表面具有擾流凸起和圓形的擾流凹坑。