一種多軸向復(fù)合基材制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種復(fù)合基材制造方法，特別設(shè)及一種多軸向復(fù)合基材制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 玻璃纖維縫編織物是玻璃纖維增強(qiáng)材料的新品種，在運(yùn)種織物中，經(jīng)締紗完全平 直鋪設(shè)，只交叉，不交織，沒(méi)有傳統(tǒng)機(jī)織物經(jīng)締紗交織形成的紗線屈曲，可W充分發(fā)揮玻璃 纖維抗拉強(qiáng)度高的特點(diǎn)，同時(shí)無(wú)曲屈的纖維更有利于樹(shù)脂的流動(dòng)，更易于樹(shù)脂滲透，用縫編 織物制造的復(fù)合材料強(qiáng)度高、層間結(jié)合性能好。被廣泛應(yīng)用于航天航空、造船業(yè)、風(fēng)力發(fā)電 行業(yè)、汽車(chē)工業(yè)、建筑業(yè)、運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。
[0003] 多軸向玻璃纖維復(fù)合連續(xù)拉是玻璃纖維縫編織物中的一種，其大多由多軸向玻璃 纖維紗層與連續(xù)拉縫編而成，同時(shí)為提高受力效果，其多軸向玻璃纖維紗層的各層間玻璃 纖維紗方向均勻分布，各層的紗線角度分別為0°、90°和/或±35~80°，層內(nèi)的各玻璃纖 維紗平行設(shè)置、角度相同，其具有更好的力學(xué)性能、剪切性。
[0004] 例如專利申請(qǐng)?zhí)?00920312773.8公開(kāi)了一種多軸向復(fù)合連續(xù)拉，它主要由玻璃 纖維紗構(gòu)成，W玻璃纖維連續(xù)拉作為基布，玻璃纖維紗鋪層在玻璃纖維連續(xù)拉上；所述的多 軸向復(fù)合連續(xù)拉，所述的玻璃纖維紗鋪層通過(guò)低彈涂絕絲縫編結(jié)合；所述的玻璃纖維紗鋪 層至少兩層，層與層之間為多方向的角度設(shè)置；所述的多方向角度設(shè)置是0°、+ 45°、+ 90 ° 或-45。。
[0005] 上述軸向玻璃纖維復(fù)合拉結(jié)構(gòu)中，多軸向玻璃纖維紗鋪層具有多個(gè)角度，受力均 勻穩(wěn)定，抗拉強(qiáng)度高；且同時(shí)各玻璃纖維紗無(wú)曲屈，更有利于樹(shù)脂的流動(dòng)和滲透，但也存在 一定的缺點(diǎn)： (1)由于玻璃纖維紗鋪層通過(guò)低彈涂絕絲縫編結(jié)合，縫編結(jié)構(gòu)緊密，影響了產(chǎn)品的浸潤(rùn) 性、浸透性W及導(dǎo)流性。
[0006](2)多軸向玻璃纖維紗鋪層的各層紗線角度分別為0°、90°和±45。，其中0° 的紗線為經(jīng)紗，90°、±45°的紗線為締紗，其在利用多軸向鋪締系統(tǒng)鋪締過(guò)程中，每層締 紗均是通過(guò)玻璃纖維鋪締小車(chē)沿鋪紗輸送帶移動(dòng)方向側(cè)向移動(dòng)W及沿垂直于鋪紗輸送帶 移動(dòng)方向橫向移動(dòng)進(jìn)行鋪紗形成。
[0007] 為確保同層締紗均平行設(shè)置，需要通過(guò)玻璃纖維鋪締小車(chē)在導(dǎo)軌上的往復(fù)移動(dòng) (導(dǎo)軌可與輸送帶呈一定夾角設(shè)置)，支承玻璃纖維鋪締小車(chē)的導(dǎo)軌在輸送帶兩側(cè)沿輸送帶 方向的移動(dòng)，W及輸送帶運(yùn)動(dòng)之間的完美配合，即=者之間的合成運(yùn)動(dòng)來(lái)形成鋪締工藝角 度。
[0008] 鋪締系統(tǒng)的精確程度直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量，即該工藝對(duì)設(shè)備的精度要求非常高。 因此多軸向鋪締系統(tǒng)主要依靠進(jìn)口，造成多軸向玻璃纖維產(chǎn)品生產(chǎn)初期投入高，且結(jié)構(gòu)及 其控制系統(tǒng)非常復(fù)雜、維護(hù)不便，產(chǎn)能受制約，嚴(yán)重影響多軸向復(fù)合產(chǎn)品在各領(lǐng)域的快速發(fā) 展。
[0009] (3)此外多軸向玻璃纖維紗鋪層結(jié)構(gòu)中，如圖1所示，由于同層締紗角度相同（多 軸向是指不同層間的角度不同)，為實(shí)現(xiàn)該工藝要求，多軸向鋪締系統(tǒng)在鋪締過(guò)程中，締紗 到達(dá)輸送帶41邊緣后由多軸向鋪締系統(tǒng)的祀針45鉤住締紗后折向，再由擋針44配合二次 折向，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鋪位小車(chē)往復(fù)來(lái)回移動(dòng)時(shí)均能形成相互平行的締紗段，才能使得該層內(nèi)的 單根締紗角度相同，該部分位于擋針44外側(cè)的締紗為廢紗，造成材料的浪費(fèi)較大。
[0010] 因此，研發(fā)一種浸潤(rùn)性、浸透性、導(dǎo)流性好且制造簡(jiǎn)單的多軸向復(fù)合基材及其工藝 勢(shì)在必行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠提高產(chǎn)品浸潤(rùn)性、導(dǎo)流性且成本低、合 格率高的多軸向復(fù)合基材制造方法。
[0012] 1.為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種多軸向復(fù)合基材制造方法， 所述步驟為： S1鋪設(shè)多軸向玻璃纖維紗層：其包括鋪設(shè)一經(jīng)紗層W及至少兩締紗層，具體為： 鋪設(shè)締紗層：首先通過(guò)一鋪締小車(chē)在一輸送帶上方往復(fù)移動(dòng)鋪設(shè)一層玻璃纖維締紗， 鋪締小車(chē)沿一固定方向從輸送帶一側(cè)邊移動(dòng)至輸送帶的另一側(cè)邊外后，將締紗鉤在輸送帶 的擋針上，然后按原來(lái)方向反向返回起點(diǎn)，利用鋪締小車(chē)正向和反向移動(dòng)時(shí)與輸送帶方向 的合成在輸送帶上形成若干排列相同的連續(xù)性Z形締紗，制得一層與輸送帶移動(dòng)方向存在 兩個(gè)夾角的玻璃纖維締紗；輸送帶保持持續(xù)的勻速運(yùn)動(dòng)，其速度為，鋪締小車(chē)往復(fù)移動(dòng) 方向與輸送帶的夾角為a，鋪締小車(chē)往復(fù)移動(dòng)時(shí)單程平均速度為 鋪設(shè)經(jīng)紗層：采用送經(jīng)裝置在玻璃纖維締紗層上鋪設(shè)玻璃纖維經(jīng)紗層，該玻璃纖維經(jīng) 紗層的經(jīng)紗方向與輸送帶移動(dòng)方向平行； S2鋪設(shè)玻璃纖維連續(xù)拉：在多軸向玻璃纖維紗層表面鋪設(shè)一層玻璃纖維連續(xù)拉； S3縫合：將層疊設(shè)置的玻璃纖維締紗層、玻璃纖維經(jīng)紗層和玻璃纖維連續(xù)拉通過(guò)多針 巧縫機(jī)縫合成一體制得多軸向復(fù)合基材； S4收卷：最后將多軸向復(fù)合基材收卷。
[0013] 進(jìn)一步的，所述步驟S1中多軸向玻璃纖維紗層為五軸向玻璃纖維紗層，其締紗層 有四層， 第一締紗層中，輸送帶保持持續(xù)的勻速運(yùn)動(dòng)，其速度為50mm/s，鋪締小車(chē)往復(fù)移動(dòng) 方向與輸送帶的夾角a為-72°，鋪締小車(chē)往復(fù)移動(dòng)時(shí)單程平均速度為為2250mm/s;制 得的玻璃纖維締紗層與輸送帶移動(dòng)方向的夾角分別在-68°~-70°之間和-74°~-76°之 間； 第二締紗層中，輸送帶保持持續(xù)的勻速運(yùn)動(dòng)，其速度為50mm/s，鋪締小車(chē)往復(fù)移動(dòng) 方向與輸送帶的夾角a為-36°，鋪締小車(chē)往復(fù)移動(dòng)時(shí)單程平均速度為為1400mm/s;制 得的玻璃纖維締紗層與輸送帶移動(dòng)方向的夾角分別在-32°~-35°之間和-37°~-39°之 間； 第=締紗層中，輸送帶保持持續(xù)的勻速運(yùn)動(dòng)，其速度為50mm/s，鋪締小車(chē)往復(fù)移動(dòng) 方向與輸送帶的夾角a為36°，鋪締小車(chē)往復(fù)移動(dòng)時(shí)單程平均速度為為1400mm/s;制 得的玻璃纖維締紗層與輸送帶移動(dòng)方向的夾角分別在32° -35°之間和37° -39°之間； 第四締紗層中，輸送帶保持持續(xù)的勻速運(yùn)動(dòng)，其速度為50mm/s，鋪締小車(chē)往復(fù)移動(dòng) 方向與輸送帶的夾角a為72°，鋪締小車(chē)往復(fù)移動(dòng)時(shí)單程平均速度為為1400mm/s;制 得的玻璃纖維締紗層與輸送帶移動(dòng)方向的夾角分別在68° -70°之間和74° -76°之間。
[0014] 進(jìn)一步的，所述各玻璃纖維締紗層與玻璃纖維經(jīng)紗層在玻璃纖維連續(xù)拉層上的投 影呈福射形分布。
[0015] 進(jìn)一步的，所述步驟S3中，采用兩根縫合線在玻璃纖維連續(xù)拉層、多軸向玻璃纖 維紗層上相互鎖套連接。
[0016] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于： (1)本發(fā)明中，通過(guò)鋪締裝置組和送經(jīng)裝置分別在輸送帶上鋪設(shè)玻璃纖維締紗和玻璃 纖維經(jīng)紗，進(jìn)而形成多軸向玻璃纖維層，該多軸向玻璃纖維層在經(jīng)過(guò)連續(xù)拉放卷裝置下方 后被鋪上一層玻璃纖維連續(xù)拉，再由多針巧縫機(jī)進(jìn)行縫合，最后收卷制得多軸向復(fù)合基材。
[0017] 玻璃纖維連續(xù)拉結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、表面光潔度高、抗移性好，耐樹(shù)脂沖刷，浸透速度快 且均勻，使得多軸向復(fù)合基材能夠滿足拉擠工藝快速浸透樹(shù)脂的要求；通過(guò)在巧縫機(jī)上進(jìn) 行縫合的連接，連接結(jié)構(gòu)松散，消除傳統(tǒng)縫編帶來(lái)的緊密性，可提高了多軸向復(fù)合基材的浸 潤(rùn)性、浸透性W及導(dǎo)流性。
[0018] (2)本發(fā)明鋪締工序中，不同于公知技術(shù)中單層玻璃纖維締紗中同一根紗的有效 部分平行設(shè)置，各層內(nèi)的玻璃纖維締紗由同一玻璃纖維鋪締小車(chē)在一橫跨鋪紗輸送帶的小 車(chē)導(dǎo)軌上正向和反向移動(dòng)鋪紗形成一依次首尾銜接的Z形連續(xù)紗，即同一根連續(xù)紗是具有 兩個(gè)角度方向的；該結(jié)構(gòu)不僅僅能夠增加單層玻璃纖維的方向，滿足多個(gè)方向的機(jī)械性能、 抗沖擊性能；且該結(jié)構(gòu)使得在制作多軸向玻璃纖維締紗層的過(guò)程中，玻璃纖維鋪締小車(chē)在 到達(dá)輸送帶側(cè)邊時(shí)無(wú)需做多余的側(cè)移調(diào)整締紗重新進(jìn)入輸送帶的角度，可直接轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)連 續(xù)化快速鋪締，不存在側(cè)邊廢邊，提高資源利用率； (3)在實(shí)現(xiàn)層內(nèi)玻璃纖維締紗角度時(shí)，無(wú)需導(dǎo)軌在輸送帶運(yùn)動(dòng)方向上進(jìn)行側(cè)向移動(dòng)調(diào) 整締紗去、回時(shí)的合成角度，即只需考慮玻璃纖維鋪締小車(chē)與輸送帶之間的合成運(yùn)動(dòng)，大大 簡(jiǎn)化鋪締系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)W及精度控制，降低設(shè)備制作、采購(gòu)成本，有利于實(shí)現(xiàn)設(shè)備的國(guó)產(chǎn) 化、規(guī)?；?。
[0019] (4)本發(fā)明縫合線跡采用鎖式或者鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，鎖式線跡結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固、不易松脫， 用線量少，正反面線跡一致，提高并加強(qiáng)了多軸向復(fù)合基材的層間復(fù)合結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)了多軸 向復(fù)合基材的使用壽命；而鏈?zhǔn)骄€跡結(jié)構(gòu)可W采用無(wú)梭巧縫，便于使用超長(zhǎng)線團(tuán)連續(xù)巧縫， 不需要頻繁停機(jī)換梭，提高了生產(chǎn)效率。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為傳統(tǒng)的多軸向復(fù)合連續(xù)拉中一玻璃纖維締紗層的締紗排列示意圖。
[0021] 圖2為本發(fā)明中所采用的鋪締裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖3為本發(fā)明中多軸向玻璃纖維紗層的一層締紗層結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖4為五軸向玻璃纖維紗層中玻璃纖維經(jīng)紗與玻璃纖維締紗的夾角示意圖。
[0024] 圖5為本發(fā)明中鋪締小車(chē)速度和輸送帶移動(dòng)速度計(jì)算原理圖。
[00巧]圖6為本發(fā)明中多軸向復(fù)合基材結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 本發(fā)明中多軸向復(fù)合基材制造方