曲面復(fù)合材料預(yù)制體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種曲面復(fù)合材料預(yù)制體的制作方法,具有如下步驟：a、制作模具；b、測(cè)量出模具的長(zhǎng)度方向上的最長(zhǎng)母線長(zhǎng)度L1和寬度方向上的最長(zhǎng)母線長(zhǎng)度L2；c、制作平面立體織物；d、將平面立體織物鋪放在模具上；e、按順序拉拽緯紗的兩端的線頭，將緯紗相對(duì)模具寬度方向的母線拉直；f、按順序拉拽經(jīng)紗的兩端的線頭，將經(jīng)紗相對(duì)模具長(zhǎng)度方向的母線拉直；g、如果紗線還有彎曲，則重復(fù)步驟e和f，直至紗線全部相對(duì)母線拉直。本發(fā)明的有益效果是：可以有效避免傳統(tǒng)曲面復(fù)合材料預(yù)制體因加、減紗線在織物厚度方向形成貫穿性孔洞的現(xiàn)象，保證了產(chǎn)品內(nèi)部質(zhì)量；提高織物的密度均勻性，簡(jiǎn)化了成型工藝，可以實(shí)現(xiàn)快速成型。
【專利說明】
曲面復(fù)合材料預(yù)制體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種曲面復(fù)合材料預(yù)制體的制作方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]現(xiàn)有的技術(shù)中曲面復(fù)合材料預(yù)制體的制作工藝復(fù)雜，而成制得的產(chǎn)品的織物密度均勻性差，產(chǎn)品內(nèi)部質(zhì)量無法滿足需求。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種曲面復(fù)合材料預(yù)制體的制作方法，簡(jiǎn)化制作步驟，提供產(chǎn)品質(zhì)量。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種曲面復(fù)合材料預(yù)制體的制作方法，具有如下步驟:a、制作模具，模具與待制作的曲面復(fù)合材料預(yù)制體的內(nèi)型面相吻合;b、 在模具的長(zhǎng)度方向上測(cè)量出在該方向上的最長(zhǎng)母線長(zhǎng)度L1，在模具的寬度方向上測(cè)量出該方向上的最長(zhǎng)母線長(zhǎng)度L2;c、制作由經(jīng)紗和煒紗交織而成的平面立體織物，在以長(zhǎng)度方向上的最長(zhǎng)母線長(zhǎng)度L1和寬度方向上的最長(zhǎng)母線長(zhǎng)度L2為平面立體織物的布長(zhǎng)和幅寬的基礎(chǔ)上再在經(jīng)向兩端和煒向兩端分別預(yù)留一定的余量;d、將步驟c中的平面立體織物依照相應(yīng)的方向盡量貼合地鋪放在模具上，平面立體織物布長(zhǎng)與模具的長(zhǎng)度方向?qū)?yīng)、幅寬與模具的寬度方向?qū)?yīng);e、按順序從平面立體織物的布長(zhǎng)方向的一端向另一端逐根地拉拽煒紗的兩端的線頭，或者以相鄰的幾根煒紗為一組逐組地拉拽煒紗的兩端的線頭，將煒紗相對(duì)模具寬度方向的母線拉直，拉直后將煒紗的兩端的線頭相對(duì)模具固定;f、按順序從平面立體織物的幅寬方向的一端向另一端逐根地拉拽經(jīng)紗的兩端的線頭，或者以相鄰的幾根經(jīng)紗為一組逐組地拉拽經(jīng)紗的兩端的線頭，將經(jīng)紗相對(duì)模具長(zhǎng)度方向的母線拉直，拉直后將經(jīng)紗的兩端的線頭相對(duì)模具固定;g、根據(jù)平面織物的紗線的彎曲情況，如果還有彎曲，則重復(fù)步驟e和f，直至紗線全部相對(duì)母線拉直，形成曲面復(fù)合材料預(yù)制體，上述步驟e和f的順序可以調(diào)換。
[0005]進(jìn)一步限定，在步驟c中，對(duì)每一根紗線的兩端的線頭進(jìn)行標(biāo)記，或者以相鄰的幾根紗線為一組，對(duì)每組紗線的兩端的線頭進(jìn)行標(biāo)記，以便于在步驟e和步驟f中識(shí)別出待拉拽的紗線的兩端的線頭。
[0006]進(jìn)一步限定，在步驟e和步驟f■中，通過夾具將待拉拽的紗線的兩端的線頭夾住，然后通過來回拉拽的方式將紗線相對(duì)模具的母線拉直，拉直后通過夾具將經(jīng)紗的兩端的線頭相對(duì)模具固定。
[0007]進(jìn)一步限定，曲面復(fù)合材料預(yù)制體的材料為碳纖維、石英玻璃纖維、碳化娃纖維、 氮化硼纖維、氧化鋁纖維、無堿玻璃纖維、高強(qiáng)玻璃纖維、低介電玻璃纖維、高模量玻璃纖維、玄武巖纖維、高密度聚乙烯纖維和芳綸纖維中的一種或幾種。
[0008]進(jìn)一步限定，平面立體織物的組織結(jié)構(gòu)為2.5D結(jié)構(gòu)、正交三向結(jié)構(gòu)或2.5D加法向結(jié)構(gòu)。
[0009]進(jìn)一步限定，平面立體織物為機(jī)織平面立體織物。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
[0011] 1、可以有效避免傳統(tǒng)曲面復(fù)合材料預(yù)制體因加、減紗線在織物厚度方向形成貫穿性孔洞的現(xiàn)象，保證了產(chǎn)品內(nèi)部質(zhì)量；
[0012]2、提高織物的密度均勻性，并且采用機(jī)織設(shè)備可以進(jìn)一步通過鋼筘有效控制織物經(jīng)煒紗密度的均勻性；[0〇13]3、簡(jiǎn)化了成型工藝，可以實(shí)現(xiàn)快速成型?！靖綀D說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明；
[0015]圖1為本發(fā)明中待制作的其中一種曲面復(fù)合材料預(yù)制體的主視狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明中待制作的其中一種曲面復(fù)合材料預(yù)制體的寬度方向的剖面圖；
[0017]圖3為本發(fā)明中待制作的其中一種曲面復(fù)合材料預(yù)制體的長(zhǎng)度方向的剖面圖；
[0018]圖4為本發(fā)明的平面立體織物的簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5為本發(fā)明的2.ro結(jié)構(gòu)的平面立體織物的結(jié)構(gòu)示意圖；[〇〇2〇] 其中，1.經(jīng)紗，2.煒紗，3.線頭?！揪唧w實(shí)施方式】[0021 ]—種曲面復(fù)合材料預(yù)制體的制作方法，具有如下步驟:
[0022]a、制作模具，模具與如圖1、2和3所示的待制作的曲面復(fù)合材料預(yù)制體的內(nèi)型面相吻合。
[0023]b、在模具的長(zhǎng)度方向上測(cè)量出在該方向上的最長(zhǎng)母線長(zhǎng)度L1，在模具的寬度方向上測(cè)量出該方向上的最長(zhǎng)母線長(zhǎng)度L2。[〇〇24] c、制作由經(jīng)紗1和煒紗2交織而成的平面立體織物，在以長(zhǎng)度方向上的最長(zhǎng)母線長(zhǎng)度L1和寬度方向上的最長(zhǎng)母線長(zhǎng)度L2為平面立體織物的布長(zhǎng)和幅寬的基礎(chǔ)上再在經(jīng)向兩端和煒向兩端分別預(yù)留一定的余量，該余量用于作為后續(xù)步驟中拉拽紗線的基礎(chǔ)。
[0025]在制作過程中同時(shí)對(duì)每一根紗線的兩端的線頭3進(jìn)行標(biāo)記，或者以相鄰的幾根紗線為一組，對(duì)每組紗線的兩端的線頭3進(jìn)行標(biāo)記，以便于在步驟e和步驟f中識(shí)別出待拉拽的紗線的兩端的線頭3。
[0026]d、將步驟c中的平面立體織物依照相應(yīng)的方向盡量貼合地鋪放在模具上，平面立體織物布長(zhǎng)與模具的長(zhǎng)度方向?qū)?yīng)、幅寬與模具的寬度方向?qū)?yīng)。
[0027]e、按順序從平面立體織物的布長(zhǎng)方向的一端向另一端逐根地拉拽煒紗2的兩端的線頭3,或者以相鄰的幾根煒紗2為一組逐組地拉拽煒紗2的兩端的線頭3,將煒紗2相對(duì)模具寬度方向的母線拉直，拉直后將煒紗2的兩端的線頭3相對(duì)模具固定。
[0028]f、按順序從平面立體織物的幅寬方向的一端向另一端逐根地拉拽經(jīng)紗1的兩端的線頭3,或者以相鄰的幾根經(jīng)紗1為一組逐組地拉拽經(jīng)紗1的兩端的線頭3,將經(jīng)紗1相對(duì)模具長(zhǎng)度方向的母線拉直，拉直后將經(jīng)紗1的兩端的線頭3相對(duì)模具固定。
[0029]g、根據(jù)平面織物的紗線的彎曲情況，如果還有彎曲，則重復(fù)步驟e和f，直至紗線全部相對(duì)母線拉直，形成曲面復(fù)合材料預(yù)制體。
[0030] 上述步驟e和f的順序可以調(diào)換。在步驟e和步驟f中，通過夾具將待拉拽的紗線的兩端的線頭3夾住，然后通過來回拉拽的方式將紗線相對(duì)模具的母線拉直，拉直后通過夾具將經(jīng)紗1的兩端的線頭3相對(duì)模具固定。
[0031] 曲面復(fù)合材料預(yù)制體的材料為碳纖維、石英玻璃纖維、碳化硅纖維、氮化硼纖維、 氧化鋁纖維、無堿玻璃纖維、高強(qiáng)玻璃纖維、低介電玻璃纖維、高模量玻璃纖維、玄武巖纖維、高密度聚乙烯纖維和芳綸纖維中的一種或幾種。
[0032] 平面立體織物的組織結(jié)構(gòu)為2.?結(jié)構(gòu)、正交三向結(jié)構(gòu)或2.?加法向結(jié)構(gòu)。
[0033] 平面立體織物為機(jī)織平面立體織物。
[0034] 以制作如圖1、2和3所示的曲面復(fù)合材料預(yù)制體為例，對(duì)本發(fā)明的制作方法進(jìn)行進(jìn)
一步說明。
[0035] 該曲面復(fù)合材料預(yù)制體的寬度方向上的最長(zhǎng)母線長(zhǎng)度L2為1700mm，長(zhǎng)度方向上的最長(zhǎng)母線長(zhǎng)度L1為2200mm，預(yù)制體厚度為11mm，預(yù)制體采用小角度2.5D結(jié)構(gòu)，纖維體積含量
為 40 % ?43 %。
[0036] —種曲面復(fù)合材料預(yù)制體的制作方法，其特征是:具有如下步驟:
[0037] a、制作模具，模具與待制作的曲面復(fù)合材料預(yù)制體的內(nèi)型面相吻合。
[0038] b、在模具的長(zhǎng)度方向上測(cè)量出在該方向上的最長(zhǎng)母線長(zhǎng)度L1為2200mm，在模具的寬度方向上測(cè)量出該方向上的最長(zhǎng)母線長(zhǎng)度L2為1700mm。
[0039] c、通過機(jī)織設(shè)備織造由經(jīng)紗1和煒紗2交織而成的2.?結(jié)構(gòu)機(jī)織平面立體織物，在以長(zhǎng)度方向上的最長(zhǎng)母線長(zhǎng)度L1和寬度方向上的最長(zhǎng)母線長(zhǎng)度L2為平面立體織物的布長(zhǎng)和幅寬的基礎(chǔ)再在經(jīng)向兩端和煒向兩端分別預(yù)留60mm的余量，布長(zhǎng)= Ll+60mmX 2,幅寬= L2+60mm X 2，按照產(chǎn)品厚度11mm及纖維體積含量為40 %?43 %的要求計(jì)算該機(jī)織平面立體織物的層數(shù)為15層，列數(shù)為1584列。在織造過程中同時(shí)對(duì)每一根紗線的兩端的線頭3進(jìn)行標(biāo)記，或者以相鄰的3根紗線為一組，對(duì)每組紗線的兩端的線頭3進(jìn)行標(biāo)記，以便于在步驟e和步驟f中識(shí)別出待拉拽的紗線的兩端的線頭3。
[0040] d、將步驟c中的平面立體織物依照相應(yīng)的方向盡量貼合地鋪放在模具上，平面立體織物布長(zhǎng)與模具的長(zhǎng)度方向?qū)?yīng)、幅寬與模具的寬度方向?qū)?yīng)。此時(shí)部分經(jīng)紗1和煒紗2 可能處于彎曲狀態(tài)。
[0041] e、按順序從平面立體織物的布長(zhǎng)方向的一端向另一端逐根地通過夾具將待拉拽的煒紗2的兩端的線頭3夾住，或者以相鄰的3根煒紗2為一組逐組地通過夾具將待拉拽的煒紗2的兩端的線頭3夾住，然后通過來回拉拽的方式將煒紗2相對(duì)模具寬度方向的母線拉直， 拉直后將煒紗2的兩端的線頭3通過夾具相對(duì)模具固定。
[0042] f、按順序從平面立體織物的幅寬方向的一端向另一端逐根地通過夾具將待拉拽的經(jīng)紗1的兩端的線頭3夾住，或者以相鄰的3根經(jīng)紗1為一組逐組地通過夾具將待拉拽的經(jīng)紗1的兩端的線頭3夾住，然后通過來回拉拽的方式將經(jīng)紗1相對(duì)模具長(zhǎng)度方向的母線拉直， 拉直后將經(jīng)紗1的兩端的線頭3通過夾具相對(duì)模具固定。
[0043] g、根據(jù)平面織物的紗線的彎曲情況，如果還有彎曲，則重復(fù)步驟e和f，直至紗線全部相對(duì)母線拉直，形成曲面復(fù)合材料預(yù)制體。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種曲面復(fù)合材料預(yù)制體的制作方法，其特征是:具有如下步驟： a、 制作模具，所述的模具與待制作的曲面復(fù)合材料預(yù)制體的內(nèi)型面相吻合； b、 在模具的長(zhǎng)度方向上測(cè)量出在該方向上的最長(zhǎng)母線長(zhǎng)度L1，在模具的寬度方向上測(cè) 量出該方向上的最長(zhǎng)母線長(zhǎng)度L2; c、 制作由經(jīng)紗（1)和煒紗(2)交織而成的平面立體織物，在以長(zhǎng)度方向上的最長(zhǎng)母線長(zhǎng) 度L1和寬度方向上的最長(zhǎng)母線長(zhǎng)度L2為平面立體織物的布長(zhǎng)和幅寬的基礎(chǔ)上再在經(jīng)向兩 端和煒向兩端分別預(yù)留一定的余量； d、 將步驟c中的平面立體織物依照相應(yīng)的方向盡量貼合地鋪放在模具上，平面立體織 物布長(zhǎng)與模具的長(zhǎng)度方向?qū)?yīng)、幅寬與模具的寬度方向?qū)?yīng)； e、 按順序從平面立體織物的布長(zhǎng)方向的一端向另一端逐根地拉拽煒紗(2)的兩端的線 頭(3)，或者以相鄰的幾根煒紗(2)為一組逐組地拉拽煒紗(2)的兩端的線頭(3)，將煒紗(2) 相對(duì)模具寬度方向的母線拉直，拉直后將煒紗(2)的兩端的線頭(3)相對(duì)模具固定； f、 按順序從平面立體織物的幅寬方向的一端向另一端逐根地拉拽經(jīng)紗（1)的兩端的線 頭(3)，或者以相鄰的幾根經(jīng)紗（1)為一組逐組地拉拽經(jīng)紗（1)的兩端的線頭(3)，將經(jīng)紗（1) 相對(duì)模具長(zhǎng)度方向的母線拉直，拉直后將經(jīng)紗(1)的兩端的線頭(3)相對(duì)模具固定； g、 根據(jù)平面織物的紗線的彎曲情況，如果還有彎曲，則重復(fù)步驟e和f，直至紗線全部相 對(duì)母線拉直，形成曲面復(fù)合材料預(yù)制體， 上述步驟e和f的順序可以調(diào)換。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲面復(fù)合材料預(yù)制體的制作方法，其特征是:在步驟c中，對(duì)每 一根紗線的兩端的線頭(3)進(jìn)行標(biāo)記，或者以相鄰的幾根紗線為一組，對(duì)每組紗線的兩端的 線頭(3)進(jìn)行標(biāo)記，以便于在步驟e和步驟f中識(shí)別出待拉拽的紗線的兩端的線頭(3)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲面復(fù)合材料預(yù)制體的制作方法，其特征是:在步驟e和步驟f 中，通過夾具將待拉拽的紗線的兩端的線頭(3)夾住，然后通過來回拉拽的方式將紗線相對(duì) 模具的母線拉直，拉直后通過夾具將經(jīng)紗(1)的兩端的線頭(3)相對(duì)模具固定。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲面復(fù)合材料預(yù)制體的制作方法，其特征是:所述的曲面復(fù)合 材料預(yù)制體的材料為碳纖維、石英玻璃纖維、碳化硅纖維、氮化硼纖維、氧化鋁纖維、無堿玻 璃纖維、高強(qiáng)玻璃纖維、低介電玻璃纖維、高模量玻璃纖維、玄武巖纖維、高密度聚乙烯纖維 和芳綸纖維中的一種或幾種。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲面復(fù)合材料預(yù)制體的制作方法，其特征是:所述的平面立體 織物的組織結(jié)構(gòu)為2. ?結(jié)構(gòu)、正交三向結(jié)構(gòu)或2. ?加法向結(jié)構(gòu)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲面復(fù)合材料預(yù)制體的制作方法，其特征是:所述的平面立體 織物為機(jī)織平面立體織物。
【文檔編號(hào)】D03D25/00GK105951277SQ201610504427
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月30日
【發(fā)明人】曹桂芬
【申請(qǐng)人】江蘇伯龍宇航新材料科技有限公司