專利名稱：一種樹脂基復(fù)合材料預(yù)浸膠帶搭接續(xù)帶方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及復(fù)合材料纏繞、鋪放成型技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種樹脂基復(fù)合材料預(yù)浸膠帶搭接續(xù)帶方法。
背景技術(shù)：
樹脂基復(fù)合材料具有高比強度、高比剛度、獨特的可設(shè)計性和良好的可加工性等特點，廣泛應(yīng)用于航空航天、國防及民用等諸多領(lǐng)域，其中樹脂基復(fù)合材料預(yù)浸膠帶廣泛應(yīng)用于復(fù)合材料纏繞、鋪放成型工藝，將增強纖維按規(guī)則編織形成布狀纖維增強體并浸入樹脂基體溶劑中，通過若干工序控制增強纖維中樹脂基體的含量，經(jīng)過烘干、剪裁等工藝最終獲得樹脂基復(fù)合材料預(yù)浸膠帶。纏繞成型過程中，完成一件零件需要上千米的預(yù)浸膠帶，而目前纏繞設(shè)備所能裝載的預(yù)浸膠帶長度最長為300米，因此纏繞過程中需要對預(yù)浸膠帶進行搭接續(xù)帶，從而完成纏繞成型工藝。目前預(yù)浸膠帶的續(xù)帶主要通過手工縫接的方式實現(xiàn)。手工縫接的續(xù)帶方式降低了纏繞成型的效率，預(yù)浸膠帶接頭處的縫紉線成為纏繞過程中的摻雜材料，同時縫紉時在預(yù)浸膠帶上產(chǎn)生的針孔形成了應(yīng)力集中點，這些摻雜材料和應(yīng)力集中點的存在，造成纏繞制品的實際性能偏離了設(shè)計性能，產(chǎn)品一致性差且增加了制造成本。隨著航空航天飛行器設(shè)計制造技術(shù)的進步，要求纏繞制品性能偏差減小，因此需要研究一種新型的預(yù)浸膠帶搭接續(xù)帶方法，實現(xiàn)預(yù)浸膠帶無雜質(zhì)、無損的續(xù)接，以提高纏繞制品質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題為了克服現(xiàn)有手工縫接復(fù)合材料預(yù)浸膠帶效率低、工序復(fù)雜、出現(xiàn)摻雜材料等缺陷，本發(fā)明提出了一種樹脂基復(fù)合材料預(yù)浸膠帶搭接續(xù)帶方法，通過熱壓搭接，實現(xiàn)了復(fù)合材料預(yù)浸膠帶的快速、無摻雜、無損續(xù)帶工藝。技術(shù)方案本發(fā)明提出的樹脂基復(fù)合材料預(yù)浸膠帶搭接續(xù)帶方法，利用加熱、加壓的方式使兩段復(fù)合材料預(yù)浸膠帶搭接在一起，形成一條連續(xù)的預(yù)浸膠帶。本發(fā)明的技術(shù)方案為所述一種樹脂基復(fù)合材料預(yù)浸膠帶搭接續(xù)帶方法，其特征在于包括以下步驟步驟1 將要搭接的兩段預(yù)浸膠帶的接頭部分重疊IOOmm 200mm，并將兩段預(yù)浸膠帶的側(cè)邊對齊；步驟2 將兩段預(yù)浸膠帶的重疊部分置于40°C 60°C的溫度場中，使重疊部分表面的樹脂基體融化成黏性流體；步驟3 對處于40°C 60°C的溫度場中的兩段預(yù)浸膠帶重疊部分施加5 IOKg/ cm2的垂直于重疊面的壓力，并保持至少8秒的加壓狀態(tài)，使兩段預(yù)浸膠帶重疊部分的纖維增強體貼合；
步驟4 將經(jīng)過步驟3處理后的兩段預(yù)浸膠帶重疊部分在室溫下冷卻，使兩段預(yù)浸膠帶重疊部分的樹脂基體凝固，完成兩段預(yù)浸膠帶的搭接續(xù)帶。有益效果本發(fā)明提出的樹脂基復(fù)合材料預(yù)浸膠帶搭接續(xù)帶方法通過加熱使預(yù)浸膠帶中的樹脂基體融為黏性流體，加壓后樹脂基體流動使兩段預(yù)浸膠帶中的纖維增強體緊密貼合， 樹脂基體冷卻后凝固保持纖維增強體間緊密貼合狀態(tài)，最終由纖維增強體之間的靜摩擦力承受拉力，獲得具有抗拉強度的連續(xù)膠帶從而實現(xiàn)纏繞時預(yù)浸膠帶的續(xù)接。使用該方法時無需使用其他材料續(xù)接且不破壞預(yù)浸膠帶結(jié)構(gòu)，避免了手工縫紉續(xù)接時縫紉線和針孔產(chǎn)生的雜質(zhì)和應(yīng)力集中點，實現(xiàn)了無雜質(zhì)、無破壞的復(fù)合材料預(yù)浸膠帶續(xù)接，提高了纏繞制品質(zhì)量。


圖1為未搭接的預(yù)浸膠帶示意圖；圖2為預(yù)浸膠帶重疊后的剖視圖；圖3為預(yù)浸膠帶加熱后的剖視圖；圖4為預(yù)浸膠帶加壓后的剖視圖；圖5為搭接完成后的預(yù)浸膠帶示意圖；圖中1、樹脂基復(fù)合材料預(yù)浸膠帶1 ；2、樹脂基復(fù)合材料預(yù)浸膠帶2 ；3、樹脂基體； 4、纖維增強體；5、氣泡。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例描述本發(fā)明實施例1 本實例是利用加熱、加壓的方式使兩段復(fù)合材料預(yù)浸膠帶搭接在一起，形成一條連續(xù)的預(yù)浸膠帶。步驟1 將樹脂基復(fù)合材料預(yù)浸膠帶1的接頭部分與樹脂基復(fù)合材料預(yù)浸膠帶2 的接頭部分水平重疊100mm，并使兩段預(yù)浸膠帶的側(cè)邊對齊，重疊完成后如圖2所示。步驟2 將兩段預(yù)浸膠帶的重疊部分加熱到40°C，使重疊部分表面的樹脂基體3融化成具有一定粘度的黏性流體，由于兩段要搭接的預(yù)浸膠帶的樹脂基體材料相同，所以兩段預(yù)浸膠帶表面的樹脂基體融為一體，如圖3所示。步驟3 沿垂直于重疊面的方向?qū)啥晤A(yù)浸膠帶重疊部分施加lOKg/cm2的壓力， 并保持8秒鐘，使兩段預(yù)浸膠帶內(nèi)部的纖維增強體4緊密貼合在一起，經(jīng)過8秒的加壓后， 兩段預(yù)浸膠帶表面的樹脂基體相互滲透、流動，消除了存在于兩段預(yù)浸膠帶之間樹脂基體內(nèi)的氣泡5，如圖4所示。步驟4 將經(jīng)過熱壓搭接的兩段預(yù)浸膠帶在室溫下冷卻2秒，使兩段預(yù)浸膠帶重疊部分的樹脂基體在冷卻后重新凝固，確保搭接后纖維增強體的緊密貼合，纖維增強體之間產(chǎn)生的摩擦力使兩段預(yù)浸膠帶能夠承受拉應(yīng)力，形成一條具有一定抗拉強度的連續(xù)預(yù)浸膠帶，如圖5所示。實施例2
本實例是利用加熱、加壓的方式使兩段復(fù)合材料預(yù)浸膠帶搭接在一起，形成一條連續(xù)的預(yù)浸膠帶。步驟1 將樹脂基復(fù)合材料預(yù)浸膠帶1的接頭部分與樹脂基復(fù)合材料預(yù)浸膠帶2 的接頭部分水平重疊200mm，并使兩段預(yù)浸膠帶的側(cè)邊對齊。步驟2 將兩段預(yù)浸膠帶的重疊部分加熱到60°C，使重疊部分表面的樹脂基體3融化成具有一定粘度的黏性流體，由于兩段要搭接的預(yù)浸膠帶的樹脂基體材料相同，所以兩段預(yù)浸膠帶表面的樹脂基體融為一體。步驟3 沿垂直于重疊面的方向?qū)啥晤A(yù)浸膠帶重疊部分施加^(g/cm2的壓力，并保持10秒鐘，使兩段預(yù)浸膠帶內(nèi)部的纖維增強體4緊密貼合在一起，經(jīng)過10秒的加壓后， 兩段預(yù)浸膠帶表面的樹脂基體相互滲透、流動，消除了存在于兩段預(yù)浸膠帶之間樹脂基體內(nèi)的氣泡5。步驟4 將經(jīng)過熱壓搭接的兩段預(yù)浸膠帶在室溫下冷卻5秒，使兩段預(yù)浸膠帶重疊部分的樹脂基體在冷卻后重新凝固，確保搭接后纖維增強體的緊密貼合，纖維增強體之間產(chǎn)生的摩擦力使兩段預(yù)浸膠帶能夠承受拉應(yīng)力，形成一條具有一定抗拉強度的連續(xù)預(yù)浸膠
市ο實施例3 本實例是利用加熱、加壓的方式使兩段復(fù)合材料預(yù)浸膠帶搭接在一起，形成一條連續(xù)的預(yù)浸膠帶。步驟1 將樹脂基復(fù)合材料預(yù)浸膠帶1的接頭部分與樹脂基復(fù)合材料預(yù)浸膠帶2 的接頭部分水平重疊150mm，并使兩段預(yù)浸膠帶的側(cè)邊對齊。步驟2 將兩段預(yù)浸膠帶的重疊部分加熱到50°C，使重疊部分表面的樹脂基體3融化成具有一定粘度的黏性流體，由于兩段要搭接的預(yù)浸膠帶的樹脂基體材料相同，所以兩段預(yù)浸膠帶表面的樹脂基體融為一體。步驟3 沿垂直于重疊面的方向?qū)啥晤A(yù)浸膠帶重疊部分施加7Kg/cm2的壓力，并保持10秒鐘，使兩段預(yù)浸膠帶內(nèi)部的纖維增強體4緊密貼合在一起，經(jīng)過10秒的加壓后， 兩段預(yù)浸膠帶表面的樹脂基體相互滲透、流動，消除了存在于兩段預(yù)浸膠帶之間樹脂基體內(nèi)的氣泡5。步驟4 將經(jīng)過熱壓搭接的兩段預(yù)浸膠帶在室溫下冷卻3秒，使兩段預(yù)浸膠帶重疊部分的樹脂基體在冷卻后重新凝固，確保搭接后纖維增強體的緊密貼合，纖維增強體之間產(chǎn)生的摩擦力使兩段預(yù)浸膠帶能夠承受拉應(yīng)力，形成一條具有一定抗拉強度的連續(xù)預(yù)浸膠
市ο
權(quán)利要求
1. 一種樹脂基復(fù)合材料預(yù)浸膠帶搭接續(xù)帶方法，其特征在于包括以下步驟 步驟1 將要搭接的兩段預(yù)浸膠帶的接頭部分重疊IOOmm 200mm，并將兩段預(yù)浸膠帶的側(cè)邊對齊；步驟2 將兩段預(yù)浸膠帶的重疊部分置于40°C 60°C的溫度場中，使重疊部分表面的樹脂基體融化成黏性流體；步驟3 對處于40°C 60°C的溫度場中的兩段預(yù)浸膠帶重疊部分施加5 lOKg/cm2的垂直于重疊面的壓力，并保持至少8秒的加壓狀態(tài)，使兩段預(yù)浸膠帶重疊部分的纖維增強體貼合；步驟4 將經(jīng)過步驟3處理后的兩段預(yù)浸膠帶重疊部分在室溫下冷卻，使兩段預(yù)浸膠帶重疊部分的樹脂基體凝固，完成兩段預(yù)浸膠帶的搭接續(xù)帶。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種樹脂基復(fù)合材料預(yù)浸膠帶搭接續(xù)帶方法，通過加熱使預(yù)浸膠帶中的樹脂基體融為黏性流體，加壓后樹脂基體流動使兩段預(yù)浸膠帶中的纖維增強體緊密貼合，樹脂基體冷卻后凝固保持纖維增強體間緊密貼合狀態(tài)，最終由纖維增強體之間的靜摩擦力承受拉力，獲得具有抗拉強度的連續(xù)膠帶從而實現(xiàn)纏繞時預(yù)浸膠帶的續(xù)接。使用該方法時無需使用其他材料續(xù)接且不破壞預(yù)浸膠帶結(jié)構(gòu)，避免了手工縫紉續(xù)接時縫紉線和針孔產(chǎn)生的雜質(zhì)和應(yīng)力集中點，實現(xiàn)了無雜質(zhì)、無破壞的復(fù)合材料預(yù)浸膠帶續(xù)接，提高了纏繞制品質(zhì)量。
文檔編號B29C65/42GK102490361SQ20111036369
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者何曉東, 俞濤, 史耀耀, 岳洋, 左安邦, 彭家浩 申請人:西北工業(yè)大學(xué)