輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵的制造工藝及所得船舵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵的制造工藝及所得船舵，在船舵芯模上塑造成船舵形狀，形成預(yù)成型體，在預(yù)成型體內(nèi)部放置真空密封袋，將預(yù)成型體放入船舵外模中，使用真空密封袋與外部真空袋密封固化成型，得到該種碳纖維復(fù)合材料船舵；該種輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵的制造工藝，所用材料均為預(yù)浸料，相對(duì)于一般復(fù)合材料船舵，能夠精確控制船舵的樹(shù)脂含量，降低船舵內(nèi)部的孔隙率。選用預(yù)浸料由單向和織物構(gòu)成，單向預(yù)浸料能提供主承力方向更大的強(qiáng)度和剛度，織物預(yù)浸料能提供縱向強(qiáng)度以及剪切強(qiáng)度，還能提供更美觀的表面，提高船舵的韌性和手感舒適度。
【專利說(shuō)明】輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵的制造工藝及所得船舵
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵的制造工藝及所得船舵。
【背景技術(shù)】
[0002]碳纖維復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和化學(xué)性能，如比強(qiáng)度高，比模量大，抗疲勞性能好，耐化學(xué)腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)。它的比重不到鋼的1/4，抗拉強(qiáng)度在1700-3100MPa以上，比強(qiáng)度是鋼的15倍以上，抗拉彈性模量為150GPa，鋼的模量是210GPa，比模量是鋼的4倍，使用碳纖維復(fù)合材料制作的船舵能夠在滿足船舵所需力學(xué)性能要求的要求下，減輕船舵的質(zhì)量，滿足了現(xiàn)在提倡的低碳生活目標(biāo)。
[0003]現(xiàn)在已有碳纖維復(fù)合材料船舵被制作，但是存在著制品內(nèi)部孔隙率高，樹(shù)脂分布不均勻且樹(shù)脂含量不可控等缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響船舵的整體性能。
[0004]上述問(wèn)題是在船舵的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)予以考慮并解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵的制造工藝及所得船舵解決現(xiàn)在已有碳纖維復(fù)合材料船舵被制作，但是存在著制品內(nèi)部孔隙率高，樹(shù)脂分布不均勻且樹(shù)脂含量不可控等缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響船舵的整體性能的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
一種輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵的制造工藝，在船舵芯模上塑造成船舵形狀，形成預(yù)成型體，在預(yù)成型體內(nèi)部放置真空密封袋，將預(yù)成型體放入船舵外模中，使用真空密封袋與外部真空袋密封固化成型，得到該種碳纖維復(fù)合材料船舵。
[0007]優(yōu)選地，所述碳纖維復(fù)合材料船舵使用熱壓罐或真空袋壓法制造。
[0008]優(yōu)選地，制備所述預(yù)成型體時(shí)，將預(yù)浸料在船舵芯模上塑造成船舵形狀，形成預(yù)成型體；在預(yù)成型體內(nèi)放置真空密封袋；將預(yù)成型體放入船舵外模中，合模；在模具外部使用外部真空袋與真空密封袋將預(yù)成型體以及船舵模具密封，對(duì)預(yù)成型體進(jìn)行充氣，使真空密封袋膨脹相對(duì)船舵外模的內(nèi)壁擠壓預(yù)成型體，得到該種碳纖維復(fù)合材料船舵。
[0009]優(yōu)選地，所述預(yù)浸料包括碳纖維、芳綸纖維或其它高強(qiáng)纖維材料。
[0010]優(yōu)選地，所述預(yù)浸料包括單向和織物預(yù)浸料。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述預(yù)浸料中使用的樹(shù)脂為環(huán)氧樹(shù)脂。
[0012]優(yōu)選地，該碳纖維復(fù)合材料船舵制造工藝包含芯模表面處理、預(yù)浸料裁剪、預(yù)浸料鋪層、預(yù)成型體定形、固化、成型。
[0013]一種輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵，由上述的制造工藝制得。
[0014]本發(fā)明一種輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵的制造工藝及所得船舵，內(nèi)部孔隙率低、樹(shù)脂含量可控。通過(guò)對(duì)預(yù)成型體進(jìn)行充氣，使內(nèi)部氣袋膨脹相對(duì)外部模具內(nèi)壁擠壓預(yù)成型體，形成碳纖維船舵，由于外膜的存在，能夠保證該種輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵的制造工藝的表面光滑，且易于操作控制和日常維護(hù)保養(yǎng)。該種輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵的制造工藝，利用熱壓罐或真空袋壓法制造，相對(duì)于金屬船舵，能夠減輕船舵的重量，有利于節(jié)能，力學(xué)性能更好，耐腐蝕性能更強(qiáng)，便于維護(hù)，且外表面光滑程度可以達(dá)到A級(jí)鏡面效果。
[0015]該種輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵的制造工藝，所用材料均為預(yù)浸料，相對(duì)于一般復(fù)合材料船舵，能夠精確控制船舵的樹(shù)脂含量，降低船舵內(nèi)部孔隙率，有效增加船舵的強(qiáng)度。選用預(yù)浸料由單向和織物構(gòu)成，單向預(yù)浸料能提供主承力方向更大強(qiáng)度和剛度，織物預(yù)浸料能提供縱向強(qiáng)度以及剪切強(qiáng)度，還能提供更美觀的表面，提高船舵韌性和手感舒適度。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明一種輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵的制造工藝及所得船舵，所用材料均為預(yù)浸料，相對(duì)于一般碳纖維復(fù)合材料船舵，能夠精確控制船舵的樹(shù)脂含量，降低船舵內(nèi)部的孔隙率。選用預(yù)浸料由單向和織物構(gòu)成，單向預(yù)浸料能提供主承力方向更大的強(qiáng)度和剛度，織物預(yù)浸料能提供縱向強(qiáng)度以及剪切強(qiáng)度，還能提供更美觀的表面，提高船舵的韌性和手感舒適度。該種輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵的制造工藝，內(nèi)部孔隙率低、樹(shù)脂含量可控。通過(guò)對(duì)預(yù)成型體進(jìn)行充氣，使內(nèi)部氣袋膨脹相對(duì)外部模具內(nèi)壁擠壓預(yù)成型體，形成碳纖維船舵，由于外膜的存在，能夠保證該種輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵的制造工藝的表面光滑，易于操作使用和日常維護(hù)保養(yǎng)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明實(shí)施案例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例中船舵舵桿的截面示意圖；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例的生產(chǎn)流程示意圖；
其中:1_預(yù)成型體，2-真空密封袋，3-外模，4-外部真空袋。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
[0019]如圖1和圖2所示，本實(shí)施例提供一種輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵的制造工藝，在船舵芯模上塑造成船舵形狀，形成預(yù)成型體1，在預(yù)成型體I內(nèi)部放置真空密封袋2，將預(yù)成型體I放入船舵外模3中，使用真空密封袋2與外部真空袋4密封固化成型，得到該種碳纖維復(fù)合材料船舵。制備所述預(yù)成型體I時(shí)，將預(yù)浸料在船舵芯模上塑造成船舵形狀，形成預(yù)成型體I ;在預(yù)成型體I內(nèi)放置真空密封袋2 ;將預(yù)成型體I放入船舵外模3中，合模；在模具外部使用外部真空袋4與真空密封袋2將預(yù)成型體I以及船舵模具密封，對(duì)預(yù)成型體I進(jìn)行充氣，使真空密封袋2膨脹相對(duì)船舵外模3的內(nèi)壁擠壓預(yù)成型體1，得到該種碳纖維復(fù)合材料船舵。
[0020]所述預(yù)浸料包括碳纖維、芳綸纖維或其它增強(qiáng)纖維、單向和織物預(yù)浸料。所述預(yù)浸料中使用的樹(shù)脂為環(huán)氧樹(shù)脂。如圖3所示，該碳纖維復(fù)合材料船舵制造工藝包含芯模表面處理、預(yù)浸料裁剪、預(yù)浸料鋪層、預(yù)成型體I定形、固化、成型。
[0021]本實(shí)施例提供一種輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵，由所述的制造工藝制得。
[0022]本實(shí)施例一種輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵的制造工藝，內(nèi)部孔隙率低、樹(shù)脂含量可控。通過(guò)對(duì)預(yù)成型體I進(jìn)行充氣，使內(nèi)部氣袋膨脹相對(duì)外部模具內(nèi)壁擠壓預(yù)成型體1，形成碳纖維船舵，由于外膜的存在，能夠保證該種輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵的制造工藝的表面光滑，且易于使用操作控制和日常維護(hù)保養(yǎng)。該種輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵的制造工藝，利用熱壓罐或真空袋壓法制造，相對(duì)于金屬船舵，能夠減輕船舵的重量，力學(xué)性能更好，耐腐蝕性能更強(qiáng)，便于維護(hù)，且外表面光滑程度可以達(dá)到A級(jí)鏡面效果。
[0023]該種輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵的制造工藝，所用材料均為預(yù)浸料，相對(duì)于一般碳纖維復(fù)合材料船舵，能夠精確控制船舵的樹(shù)脂含量，降低船舵內(nèi)部的孔隙率。選用預(yù)浸料由單向和織物構(gòu)成，單向預(yù)浸料能提供主承力方向更大的強(qiáng)度和剛度，織物預(yù)浸料能提供縱向強(qiáng)度以及剪切強(qiáng)度，還能提供更美觀的表面。芳綸或其它增強(qiáng)纖維材料的加入不但降低了成本還提高船舵的韌性。
[0024]本實(shí)施例的有益效果是:本實(shí)施例一種輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵的制造工藝及所得船舵，所用材料均為預(yù)浸料，相對(duì)于一般碳纖維復(fù)合材料船舵，能夠精確控制船舵的樹(shù)脂含量，降低船舵內(nèi)部的孔隙率。選用預(yù)浸料由單向和織物構(gòu)成，單向預(yù)浸料能提供主承力方向更大的強(qiáng)度和剛度，織物預(yù)浸料能提供縱向強(qiáng)度以及剪切強(qiáng)度，還能提供更美觀的表面。芳綸或其它增強(qiáng)纖維的加入可以降低生產(chǎn)成本、提高船舵韌性和手感舒適度。
[0025]該種輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵的制造工藝，內(nèi)部孔隙率低、樹(shù)脂含量可控。通過(guò)對(duì)預(yù)成型體進(jìn)行充氣，使內(nèi)部氣袋膨脹相對(duì)外部模具內(nèi)壁擠壓預(yù)成型體，形成碳纖維船舵，由于外膜的存在，能夠保證該種輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵的制造工藝的表面光滑，且易于使用操作和日常維護(hù)保養(yǎng)。
[0026]除上述所述實(shí)施方案，本發(fā)明專利產(chǎn)品還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明專利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵的制造工藝，其特征在于:在船舵芯模上塑造成船舵形狀，形成預(yù)成型體，在預(yù)成型體內(nèi)部放置真空密封袋，將預(yù)成型體放入船舵外模中，使用真空密封袋與外部真空袋密封固化成型，得到該種碳纖維復(fù)合材料船舵。
2.如權(quán)利要求1所述的輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵的制造工藝，其特征在于:所述碳纖維復(fù)合材料船舵使用熱壓罐或真空袋壓法制造。
3.如權(quán)利要求1所述的輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵的制造工藝，其特征在于:制備所述預(yù)成型體時(shí)，將預(yù)浸料在船舵芯模上塑造成船舵形狀，形成預(yù)成型體；在預(yù)成型體內(nèi)放置真空密封袋；將預(yù)成型體放入船舵外模中，合模；在模具外部使用外部真空袋與真空密封袋將預(yù)成型體以及船舵模具密封，對(duì)預(yù)成型體進(jìn)行充氣，使真空密封袋膨脹相對(duì)船舵外模的內(nèi)壁擠壓預(yù)成型體，得到該種碳纖維復(fù)合材料船舵。
4.如權(quán)利要求3所述的輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵的制造工藝，其特征在于:所述預(yù)浸料包括碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維。
5.如權(quán)利要求3所述的輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵的制造工藝，其特征在于:所述預(yù)浸料包括單向和織物預(yù)浸料。
6.如權(quán)利要求3所述的輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵的制造工藝，其特征在于:所述預(yù)浸料中使用的樹(shù)脂為環(huán)氧樹(shù)脂。
7.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵的制造工藝，其特征在于:該碳纖維復(fù)合材料船舵制造工藝包含芯模表面處理、預(yù)浸料裁剪、預(yù)浸料鋪層、預(yù)成型體定形、固化、成型。
8.一種輕量化高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料船舵，其特征在于:由權(quán)利要求1-7所述的制造工藝制得。
【文檔編號(hào)】B63H25/38GK103587126SQ201310543844
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月6日
【發(fā)明者】陳征輝, 楊小慶, 鄭曉謙, 孫攀, 馬永杰, 錢(qián)星宇 申請(qǐng)人:江蘇恒神纖維材料有限公司