一种复合材料连续纤维锁链的成型方法
阅读说明：本技术 一种复合材料连续纤维锁链的成型方法 (Method for forming composite continuous fiber chain ) 是由 娄小杰 王威力 罗世文 魏喜龙 周国泰 侯涤洋 王世巍 于 2021-03-23 设计创作，主要内容包括：本发明提出一种复合材料连续纤维锁链的成型方法,涉及的结构适用材料为纤维增强树脂基复合材料。复合材料的基体树脂包括环氧树脂体系、乙烯基酯体系和聚酯树脂体系等；复合材料的增强相材料包括碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维和PBO纤维等连续纤维,具体方法为：组合锁链成型模具,采用连续纤维成型复合材料锁链,表面修整,采用此方法可成型连续纤维的复合材料锁链。解决了现有技术的金属锁链重量大,不易操作,在海洋环境中,由于海水中含有大量离子,海水与金属接触时易发生电化学腐蚀,使金属锁链的强度下降,影响使用的问题,本发明涉及的成型方法成型的复合材料锁链,与金属锁链相比,质轻易操作,在海洋环境中耐腐蚀性好。(The invention provides a method for forming a continuous fiber chain of a composite material, and relates to a structure applicable material which is a fiber reinforced resin matrix composite material. The matrix resin of the composite material comprises an epoxy resin system, a vinyl ester system, a polyester resin system and the like; the reinforced phase material of the composite material comprises continuous fibers such as carbon fibers, glass fibers, aramid fibers, basalt fibers and PBO fibers, and the specific method comprises the following steps: the combined chain forming mold adopts continuous fiber to form the composite material chain and surface finishing, and the method can form the composite material chain of the continuous fiber. The composite material chain formed by the forming method is light in weight, easy to operate and good in corrosion resistance in a marine environment compared with a metal chain.)
技术领域
本发明涉及一种复合材料连续纤维锁链的成型方法，属于复合材料成型方法技术领域。
背景技术
目前，锁链的材质为金属，如钢、铝等。金属密度高，在使用过程中，金属锁链重量大，不易操作，同时，在海洋环境中，金属的耐腐蚀性较差，因此需要开发新型轻质材料的锁链进行替代。连续纤维增强树脂基复合材料由于其耐腐蚀性好，比强度比模量高等优点，在航空航天、交通运输、化工及机械制造等领域已获得广泛应用，但目前未见采用复合材料连续纤维成型锁链结构的专利和报道。
发明内容
本发明为了解决现有技术的金属锁链重量大，不易操作，同时，在海洋环境中，由于海水中含有大量离子，海水与金属接触时易发生电化学腐蚀，使金属锁链的强度下降，甚至影响使用的问题。而连续纤维增强树脂基复合材料具有电阻率高、密度低及耐腐蚀性能好等优点，因此，本发明提出一种复合材料连续纤维锁链的成型方法，用于连续纤维的复合材料锁链成型，制备的锁链除质轻外，还具有复合材料制品所具备的材料结构可设计性等优点。
本发明提出一种复合材料连续纤维锁链的成型方法，具体包括以下步骤：
(1)准备连续纤维增强材料，所述纤维增强材料的基体树脂包括环氧树脂体系、乙烯基酯体系和聚酯树脂体系；所述纤维增强材料的增强相材料为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维和PBO纤维中的一种或几种；
(2)组装复合材料锁链成型模具；
(3)将所用纤维缠绕在引线器上；
(4)使用引线器牵引纤维，使纤维紧密缠绕于模具表面，直至纤维填满模具的弧形腔，缠绕过程中浸润树脂，使树脂浸透纤维；
(5)固化后脱模，修整至表面光滑，形成一个锁链结构单元；
(6)组装模具，组装时将步骤(5)中成型的锁链结构单元穿插在模具中，重复步骤2-5，形成第二个锁链结构，后续锁链结构单元成型依此类推。
优选地，步骤(4)中，牵引张力大于20N。
优选地，步骤(4)中，控制树脂含量20％-40％。
一种所述的复合材料锁链成型模具，包括四个结构相同的主构件、连接螺栓和连接螺母，四个主构件相对设置，并通过连接螺栓和连接螺母固定成一个整体，所述主构件的截面呈半圆形，半圆形的底边上对称设置有两个半圆弧形腔，半圆形的顶部垂直设置一个凸出耳，所述半圆形的底部也垂直设置一个凸出耳，两个凸出耳上均设置有螺纹孔，用于穿过连接螺栓，并通过连接螺母固定相邻的两个主构件。
本发明所述的复合材料连续纤维锁链的成型方法的有益效果为：
1、本发明涉及一种复合材料连续纤维锁链的成型方法，该方法工艺过程简单，无需缠绕机等机械设备辅助，人工及材料成本低，且后续无需复杂的机械加工过程。
2、本发明涉及的复合材料锁链的增强材料的比例可控，成型的锁链质轻、耐腐，拉伸性能与金属锁链基本相同。
3、本发明涉及的复合材料锁链可单独成型锁链的链环单元，再进行连接，也可连续成型锁链链环单元，即改变锁链的某一链环单元出现问题时，可针对该链环单元进行替换，锁链仍可使用，降低损耗。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在附图中：
图1为本发明所述的复合材料锁链成型模具的主构件的主视图；
图2为本发明所述的复合材料锁链成型模具的主构件的右视图；
图3为本发明所述的复合材料锁链成型模具的主构件的仰视图；
图4为本发明所述的复合材料锁链的成型模具的组合整体示意图；
图5是图4的右视图；
图6是图4的仰视图；
其中，1-主构件，2-连接螺栓，3-连接螺母，4-圆形空槽。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：
具体实施方式一：参见图1-3说明本实施方式。本实施方式所述的复合材料连续纤维锁链的成型方法，具体包括以下步骤：
(1)准备连续纤维增强材料，所述纤维增强材料的基体树脂包括环氧树脂体系、乙烯基酯体系和聚酯树脂体系；所述纤维增强材料的增强相材料为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维和PBO纤维中的一种或几种；
(2)组装复合材料锁链成型模具；
(3)将所用纤维缠绕在引线器上；
(4)使用引线器牵引纤维，使纤维紧密缠绕于模具组合后形成的圆弧形空腔表面，直至纤维填满模具的弧形腔，缠绕过程中浸润树脂，使树脂浸透纤维，控制树脂含量 20％-40％；
(5)固化后拆掉螺钉和螺母脱模，打磨修整掉多余纤维，至表面光滑，形成一个锁链结构单元；
(6)组装模具，组装时将步骤5中成型的锁链结构单元穿插在模具中，重复步骤2-5，形成第二个锁链结构，后续锁链结构单元成型依此类推。
复合材料锁链所使用的连续纤维增强材料：增强材料1为碳纤维，增强材料2为玻璃纤维，增强材料3为芳纶纤维，增强材料4为玄武岩纤维，增强材料5为PBO纤维。增强材料为所述材料中的一种或几种，可依据不同的强度、模量和成本等要求进行选择。
一种所述的复合材料锁链成型模具，包括四个结构相同的主构件1、连接螺栓2和连接螺母3，四个主构件1相对设置，并通过连接螺栓2和连接螺母3固定成一个整体，所述主构件的截面呈半圆形，半圆形的底边上对称设置有两个半圆弧形腔，半圆形的顶部垂直设置一个凸出耳，所述半圆形的底部也垂直设置一个凸出耳，两个凸出耳上均设置有螺纹孔，用于穿过连接螺栓2，并通过连接螺母3固定相邻的两个主构件1。
组装复合材料锁链成型模具。将两瓣成型模具主构件，用螺钉螺母拧紧固定。另外两瓣成型模具主构件，用螺钉螺母拧紧固定。最后将连接好的两瓣模具由螺钉穿过圆孔组装成整体，螺母拧紧固定。
所述复合材料锁链的成型模具，包括四个结构相同的主构件1、连接螺栓2和连接螺母3，其安装方法为：
(1)将连接螺栓2穿过第一主构件和第二主构件之间的螺纹孔后，用连接螺母3拧紧，固定第一主构件和第二主构件之间的相对位置；
(2)将连接螺栓2穿过第三主构件和第四主构件之间的螺纹孔后，用连接螺母3拧紧，固定主构件第三主构件和第四主构件之间的相对位置。
(3)将连接螺栓2穿过第一主构件和第四主构件之间的螺纹孔后，用连接螺母3拧紧，固定第一主构件和第四主构件之间的相对位置。
(4)将连接螺栓2穿过第二主构件和第三主构件之间的螺纹孔后，用连接螺母3拧紧，固定第二主构件和第三主构件之间的相对位置。
本发明所述的复合材料锁链的成型模具的使用方法如下：
将所用纤维缠绕在引线器上，使用引线器牵引纤维，使纤维紧密缠绕于模具组合后形成的圆弧形空腔表面，直至纤维填满模具的弧形腔。缠绕过程中蘸涂树脂，使树脂浸透纤维。固化后拆掉螺钉和螺母脱模，形成一个锁链结构单元。
按照上述安装步骤组装模具，组装时将成型的上一锁链结构单元穿插在模具中的圆形空槽中，见附图2中所示位置4，重复成型步骤形成第二个锁链结构。后续锁链结构单元成型依此类推，以成型的锁链结构单元可单侧穿插与模具上，也可双侧穿插。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，还可以是上述各个实施方式记载的特征的合理组合，凡在本发明精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种J字型复合材料加强筋的制造方法