一種拉擠成型的木質(zhì)芯材復(fù)合材料型材的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種拉擠成型的木質(zhì)芯材復(fù)合材料型材，該型材可以作為梁或作為柱，型材的形狀可以為矩形、圓形或六邊形；該型材包括復(fù)合材料外殼和木質(zhì)芯材，所述復(fù)合材料外殼采用的纖維和樹脂固化而成，木質(zhì)芯材設(shè)置在復(fù)合材料外殼內(nèi)部，木質(zhì)芯材包括以下幾種形式：所述木質(zhì)芯材的中心開設(shè)有孔洞；所述木質(zhì)芯材分為多個(gè)小塊，各個(gè)小塊中間留有十字形空隙，該空隙填充有十字形的軟質(zhì)泡沫；所述木質(zhì)芯材四周的邊上開設(shè)有孔洞，該孔洞填充有軟質(zhì)泡沫；所述木質(zhì)芯材內(nèi)設(shè)有自攻螺絲，自攻螺絲沿長(zhǎng)度方向在復(fù)合材料型材頂面分兩排打入。本發(fā)明通過改變內(nèi)部木芯的形式，減少木芯干縮濕脹引起復(fù)合材料外殼的開裂，以實(shí)現(xiàn)工程領(lǐng)域的批量應(yīng)用。
【專利說明】
一種拉擠成型的木質(zhì)芯材復(fù)合材料型材
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及的是一種新的拉擠成型的復(fù)合材料型材，具體地說是通過改變內(nèi)部木質(zhì)芯材的形式提高復(fù)合材料型材在結(jié)構(gòu)使用中的安全性，以實(shí)現(xiàn)工程領(lǐng)域的批量應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)作為一種高效的結(jié)構(gòu)材料，和其它材料的結(jié)構(gòu)相比，復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)具有較高的比剛度和比強(qiáng)度，易于加工和改型、耐腐蝕，因此這種結(jié)構(gòu)在多種技術(shù)領(lǐng)域都得到了大量的應(yīng)用。由于木材具有質(zhì)輕而韌，導(dǎo)熱系數(shù)小，取材方便等特點(diǎn)，所以其被作為芯材廣泛的應(yīng)用在夾層結(jié)構(gòu)中。
[0003]木材干縮和濕脹:濕材因干燥而縮減其尺寸的現(xiàn)象稱之為干縮;干材因吸收水分而增加其尺寸與體積的現(xiàn)象稱之為濕脹。干縮和濕脹現(xiàn)象主要在木材含水率小于纖維飽和點(diǎn)的這種情況下發(fā)生，當(dāng)木材含水率在纖維飽和點(diǎn)以上，其尺寸、體積是不會(huì)發(fā)生變化的。木材干縮與木材濕脹是發(fā)生在二個(gè)完全相反的方向上，二者均會(huì)引起木材尺寸與體積的變化。對(duì)于小尺寸而無(wú)束縛應(yīng)力的木材，理論上說其干縮與濕脹是可逆的；對(duì)于大尺寸實(shí)木試件，由于干縮應(yīng)力及吸濕滯后現(xiàn)象的存在，干縮與濕脹是不完全可逆的。干縮與濕脹對(duì)材料利用有很大的影響。干縮對(duì)木材利用的影響主要是引起木制品尺寸收縮而產(chǎn)生的縫隙、翹曲變形與開裂;濕脹不僅增大木制品的尺寸發(fā)生地板隆起，使復(fù)合材料開裂，影響其性能。因此復(fù)合材料型材在施工過程中，由于內(nèi)部木芯的干縮與濕脹會(huì)引起外部復(fù)合材料外殼開裂，從而使整個(gè)構(gòu)件喪失承載力。
[0004]因此本發(fā)明通過改變內(nèi)部木芯的形式減少木材干縮與濕脹對(duì)構(gòu)件性能產(chǎn)生的影響，更好地發(fā)揮復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服木質(zhì)芯材干縮濕脹引起體積變化導(dǎo)致復(fù)合材料外殼開裂的缺點(diǎn)，提供了一種拉擠成型的木質(zhì)芯材復(fù)合材料型材，采用多種木芯的形式控制木芯干縮濕脹對(duì)材料性能的影響。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種拉擠成型的木質(zhì)芯材復(fù)合材料型材，該型材作為梁或作為柱，型材包括復(fù)合材料外殼和木質(zhì)芯材，所述復(fù)合材料外殼采用的纖維和樹脂固化而成，木質(zhì)芯材設(shè)置在復(fù)合材料外殼內(nèi)部，木質(zhì)芯材包括以下幾種形式:
[0007]所述木質(zhì)芯材的中心開設(shè)有孔洞；
[0008]所述木質(zhì)芯材分為多個(gè)小塊，各個(gè)小塊中間留有十字形空隙，該空隙填充有十字形的軟質(zhì)泡沫；
[0009]所述木質(zhì)芯材四周的邊上開設(shè)有孔洞，該孔洞填充有軟質(zhì)泡沫；
[0010]所述木質(zhì)芯材內(nèi)設(shè)有自攻螺絲，自攻螺絲沿長(zhǎng)度方向在復(fù)合材料型材頂面分兩排打入。
[0011 ]作為優(yōu)選，所述復(fù)合材料外殼采用的纖維為碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維、混雜纖維中的至少一種;纖維為單向纖維或者雙向纖維或多向纖維布中的一種;采用的樹脂為不飽和聚酯、鄰苯聚酯、乙烯基樹脂、環(huán)氧樹脂、無(wú)機(jī)樹脂、熱塑性樹脂材料中的至少一種。
[0012]作為優(yōu)選，所述型材形狀可以為矩形和圓形。
[0013]作為優(yōu)選，所述軟質(zhì)泡沫為聚氨酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯或酚醛泡沫塑料。
[0014]作為優(yōu)選，所述木質(zhì)芯材的中心開設(shè)孔洞的截面形狀為矩形、圓形、三角形，或其余多邊形狀。
[0015]作為優(yōu)選，所述自攻螺絲的直徑為5mm或6mm。
[0016]作為優(yōu)選，所述型材的形狀為矩形、圓形或六邊形。
[0017]—種上述拉擠成型的木質(zhì)芯材復(fù)合材料型材的施工方法，包括以下步驟:
[0018]用木材加工成所述的各種形式的木芯，同時(shí)對(duì)芯材上面表面與側(cè)面進(jìn)行粗糙處理；
[0019]將纖維與芯材一起進(jìn)入填充樹脂浸膠槽，通過模具定位進(jìn)入加熱固化模具，通過牽引設(shè)備拉擠成型，最后通過切割設(shè)備切割成所需尺寸。
[0020]有益效果:本發(fā)明一種拉擠成型復(fù)合材料型材，使用壽命長(zhǎng)，易維護(hù)，內(nèi)部木芯的干縮與濕脹對(duì)構(gòu)件復(fù)合材料外殼影響較小，操作簡(jiǎn)便實(shí)用。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的第一種形式木質(zhì)芯材被分為多塊，每塊之間通過軟質(zhì)泡沫連接，泡沫為十字形，復(fù)合材料型材立面示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明的第二種形式木質(zhì)芯材四周開洞并填充泡沫的復(fù)合材料型材立面示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明的第三種形式木質(zhì)芯材的中心開洞的復(fù)合材料型材立面示意圖；
[0024]圖4為圖1的截面示意圖；
[0025]圖5為圖2的截面示意圖；
[0026]圖6為圖3的截面示意圖；
[0027]圖7為本發(fā)明的第四種形式木質(zhì)芯材設(shè)有自攻螺絲示意圖。
[0028]圖8-圖10位本發(fā)明的第五種形式復(fù)合材料型材形狀為圓形示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0030]實(shí)施例1
[0031]如圖1和圖4所示，本發(fā)明是一種拉擠成型木芯復(fù)合材料型材，型材作為柱，包括復(fù)合材料外殼2、木質(zhì)芯材I和軟質(zhì)泡沫3，以普通柱規(guī)格，長(zhǎng)度為3000mm，寬度為90mm，厚度為120mm。內(nèi)部木質(zhì)芯材I尺寸長(zhǎng)度為3000mm，寬度為78mm，高度為108mm;中心為寬度6mm的十字型軟質(zhì)泡沫3，組成內(nèi)部木質(zhì)芯材I;外部為6mm厚單向玻璃纖維，將芯材與玻璃纖維一起進(jìn)入填充樹脂的浸膠槽，通過模具定位加熱固化，再通過牽引設(shè)備拉擠成型，即可得到一種拉擠成型的木質(zhì)芯材復(fù)合材料型材。
[0032]實(shí)施例2
[0033]如圖2和圖5所示，本發(fā)明是一種拉擠成型木芯復(fù)合材料型材，型材作為柱，包括復(fù)合材料外殼2、木質(zhì)芯材I和軟質(zhì)泡沫3，以普通柱規(guī)格，長(zhǎng)度為3000mm，寬度為90mm，厚度為120mm。內(nèi)部木質(zhì)芯材I尺寸長(zhǎng)度為3000mm，寬度為78mm，高度為108mm;在木質(zhì)芯材I四周開洞，洞的長(zhǎng)度為3000mm，寬度為20mm，高度為15mm;并在洞口處填充軟質(zhì)泡沫3，軟質(zhì)泡沫3長(zhǎng)度為3000mm，寬度為20mm，高度為15mm;組成內(nèi)部木質(zhì)芯材I ；外部為6mm厚單向玻璃纖維，將芯材與玻璃纖維一起進(jìn)入填充樹脂的浸膠槽，通過模具定位加熱固化，再通過牽引設(shè)備拉擠成型，即可得到一種拉擠成型的木質(zhì)芯材復(fù)合材料型材。
[0034]實(shí)施例3
[0035]如圖3和圖6所示，本發(fā)明是一種拉擠成型木芯復(fù)合材料型材，型材作為柱，包括復(fù)合材料外殼2和木質(zhì)芯材I，以普通柱規(guī)格，長(zhǎng)度為3000mm，寬度為90mm，厚度為120mm。內(nèi)部木質(zhì)芯材I尺寸長(zhǎng)度為3000mm，寬度為78mm，高度為108mm;木質(zhì)芯材I中心開洞，洞的大小為長(zhǎng)度3000mm，寬度為30mm，高度為40mm，外部為6mm厚單向玻璃纖維，將芯材與玻璃纖維一起進(jìn)入填充樹脂的浸膠槽，通過模具定位加熱固化，再通過牽引設(shè)備拉擠成型，即可得到一種拉擠成型的木質(zhì)芯材復(fù)合材料型材。
[0036]實(shí)施例4
[0037]如圖7所示，本發(fā)明是一種拉擠成型木芯復(fù)合材料型材，型材作為柱，包括復(fù)合材料外殼2、木質(zhì)芯材I和自攻螺絲4，以普通柱規(guī)格，長(zhǎng)度為3000mm，寬度為90mm，厚度為120mm。內(nèi)部木質(zhì)芯材I尺寸長(zhǎng)度為3000mm，寬度為78mm，高度為108mm;沿長(zhǎng)度方向在復(fù)合材料型材頂面打兩排自攻螺絲4，自攻螺絲4直徑為5mm，外部為6mm厚單向玻璃纖維，將芯材與玻璃纖維一起進(jìn)入填充樹脂的浸膠槽，通過模具定位加熱固化，再通過牽引設(shè)備拉擠成型，即可得到一種拉擠成型的木質(zhì)芯材復(fù)合材料型材。
[0038]實(shí)施例5
[0039]如圖8-10所示，本發(fā)明是一種拉擠成型的木芯復(fù)合材料型材，型材作為柱，包括復(fù)合材料外殼2、木質(zhì)芯材I，以普通柱規(guī)格，長(zhǎng)度為3000mm，直徑為100mm。內(nèi)部木質(zhì)芯材I尺寸長(zhǎng)度為3000mm，直徑為90mm;木質(zhì)芯材I分別采用:中心開設(shè)孔洞9(如圖8);木質(zhì)芯材I分為多個(gè)小塊，各個(gè)小塊中間留有十字形空隙，該空隙填充有十字形的軟質(zhì)泡沫3(如圖9)；木質(zhì)芯材I四周的邊上開設(shè)有孔洞，該孔洞填充有軟質(zhì)泡沫3(如圖10)。外部為5mm厚單向玻璃纖維，將芯材與玻璃纖維一起進(jìn)入填充樹脂的浸膠槽，通過模具定位加熱固化，再通過牽引設(shè)備拉擠成型，即可得到一種拉擠成型的木質(zhì)芯材復(fù)合材料型材。
[0040]以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式做出詳細(xì)說明，但本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施方式。對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在本發(fā)明的原理和技術(shù)思想的范圍內(nèi)，對(duì)這些實(shí)施方式進(jìn)行多種變化、修改、替換和變形仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種拉擠成型的木質(zhì)芯材復(fù)合材料型材，其特征在于:該型材作為梁或作為柱，型材包括復(fù)合材料外殼和木質(zhì)芯材，所述復(fù)合材料外殼采用的纖維和樹脂固化而成，木質(zhì)芯材設(shè)置在復(fù)合材料外殼內(nèi)部，木質(zhì)芯材包括以下幾種形式: 所述木質(zhì)芯材的中心開設(shè)有孔洞； 所述木質(zhì)芯材分為多個(gè)小塊，各個(gè)小塊中間留有十字形空隙，該空隙填充有十字形的軟質(zhì)泡沫； 所述木質(zhì)芯材四周的邊上開設(shè)有孔洞，該孔洞填充有軟質(zhì)泡沫； 所述木質(zhì)芯材內(nèi)設(shè)有自攻螺絲，自攻螺絲沿長(zhǎng)度方向在復(fù)合材料型材頂面分兩排打入。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拉擠成型的木質(zhì)芯材復(fù)合材料型材，其特征在于:所述復(fù)合材料外殼采用的纖維為碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維、混雜纖維中的至少一種;纖維為單向纖維或者雙向纖維或多向纖維布中的一種;采用的樹脂為不飽和聚酯、鄰苯聚酯、乙烯基樹脂、環(huán)氧樹脂、無(wú)機(jī)樹脂、熱塑性樹脂材料中的至少一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拉擠成型的木質(zhì)芯材復(fù)合材料型材，其特征在于:所述軟質(zhì)泡沫為聚氨酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯或酚醛泡沫塑料。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拉擠成型的木質(zhì)芯材復(fù)合材料型材，其特征在于:所述木質(zhì)芯材邊緣有倒角，其中心開設(shè)孔洞的截面形狀為矩形、圓形、三角形，或其余多邊形狀。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拉擠成型的木質(zhì)芯材復(fù)合材料型材，其特征在于:所述自攻螺絲的直徑為5mm或6mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拉擠成型的木質(zhì)芯材復(fù)合材料型材，其特征在于:所述型材的形狀為矩形、圓形或六邊形。
【文檔編號(hào)】B27M1/00GK106013602SQ201610439795
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月17日
【發(fā)明人】萬(wàn)里, 謝紅磊, 王璐, 裴海平, 劉偉慶, 方海, 方園, 齊玉軍
【申請(qǐng)人】南京工業(yè)大學(xué)