專利名稱：一種夾芯復(fù)合材料管件及其快速成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力承力管件工程中應(yīng)用的夾芯復(fù)合材料管件及其快速成型方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的電力承力管件工程中，夾芯復(fù)合材料管件的夾芯材料主要以石英砂為主， 以石英砂為夾芯材料的復(fù)合材料管件在成型過(guò)程中，存在下述缺陷1)內(nèi)蒙皮制作完成后需要經(jīng)過(guò)自然固化后，才能進(jìn)行加砂層的鋪覆；而在加砂的過(guò)程中，砂料需要使用專門(mén)的設(shè)備且要多次鋪覆，砂層鋪至所需厚度時(shí)，同樣需要自然固化后才能進(jìn)行外蒙皮的制作；同理，外蒙皮的成型也是如此；因其每道工序后都需自然固化，使其管件的成型時(shí)間長(zhǎng)，一般成型時(shí)間要在6-8小時(shí)；2)為防止在加砂過(guò)程中，存留在膠槽中的樹(shù)脂膠液在膠槽內(nèi)固化， 還必須要及時(shí)清理該膠槽；加入砂料所用的設(shè)備需要及時(shí)清洗，否則會(huì)導(dǎo)致樹(shù)脂固化在膠槽或設(shè)備中能難清理，直接影響到后續(xù)的生產(chǎn)工序；導(dǎo)致該成型方法操作繁瑣，工藝復(fù)雜； 3)由于石英砂具有一定的質(zhì)量，作為夾層材料制作的復(fù)合材料管件產(chǎn)品質(zhì)量大；會(huì)使管件的適用范圍受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種簡(jiǎn)化工序，減少設(shè)備的清洗工作，成型時(shí)間短，輕質(zhì)高強(qiáng)的夾芯復(fù)合材料管件及其快速成型方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種夾芯復(fù)合材料管件，包括內(nèi)蒙皮與外蒙皮，夾芯層夾設(shè)于內(nèi)蒙皮與外蒙皮之間，其特點(diǎn)為該夾芯層由輪廓板鋪覆而成， 該輪廓板由若干條形材料橫排水平固定為一體構(gòu)成。上述的條形材料為竹板、輕木、泡沫材料或拉擠桿中任一種；形成的輪廓板為矩形板或扇形板；其中，夾設(shè)有矩形板作為芯材成型的管件為圓管，夾設(shè)有扇形板作為芯材成型的管件為錐管。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種上述夾芯復(fù)合材料管件的快速成型方法，包括分別成型內(nèi)蒙皮與外蒙皮的步驟，在內(nèi)蒙皮與外蒙皮之間鋪設(shè)夾芯層的步驟，其特點(diǎn)為該夾芯層由若干條形材料橫排水平固定為一體而形成的輪廓板構(gòu)成，該輪廓板的成型步驟如下
1)選用竹板、輕木、泡沫材料或拉擠桿中任一種加工成條狀材料；
2)取若干條狀材料并排放置于一平面固定成排狀，其厚度至少為2mm；
將上述成型后的內(nèi)蒙皮、輪廓板與外蒙皮順序復(fù)合于預(yù)制的纏繞模具上構(gòu)成所述管件；再將該管件置于一固化裝置中經(jīng)固化成型。上述步驟1)中的條狀材料為片材或管材；其中，竹板、輕木、泡沫材料為片材，該片材的厚度為2-10mm，寬度為10_20mm ；拉擠管為中空管材，該管材的外徑為5_15mm，管壁厚為l_3mm。
上述步驟2)中的若干片材采用帶膠纖維帶粘接方式或?qū)⒚織l片材側(cè)邊間隔開(kāi)設(shè)多個(gè)通孔，穿線經(jīng)通孔將其縫合的方式固定；其中，所用的帶膠纖維帶的寬度為10-50 mm。上述的輕木為巴沙木，上述的泡沫材料可選用PET (聚對(duì)苯二鉀酸乙二醇酯)板、 PVC (聚氯乙烯)板或PU (聚氨酯)板中任一種；上述的拉擠桿可選用環(huán)氧樹(shù)脂拉擠桿、乙烯基樹(shù)脂拉擠桿、不飽和聚酯樹(shù)脂拉擠桿或聚氨酯樹(shù)脂拉擠桿中任一種。上述的內(nèi)蒙皮和外蒙皮均由多種纖維增強(qiáng)材料經(jīng)混合的乙烯基樹(shù)脂膠液浸漬后逐一鋪覆若干層構(gòu)成；其中，內(nèi)蒙皮與外蒙皮的鋪層厚度為I-IOmm;內(nèi)蒙皮與外蒙皮的鋪層厚度可以相同也可以不同；上述的乙烯基樹(shù)脂膠液內(nèi)含有乙烯基樹(shù)脂90-100重量份，固化劑1-3重量份，促進(jìn)劑0. 2-1. 5重量份。本發(fā)明中，輪廓板的鋪覆步驟如下
1)將成型的輪廓板鋪覆在成型的內(nèi)蒙皮表面上；
2)用毛刷將輪廓板內(nèi)各條狀材料之間的縫隙用所述乙烯基樹(shù)脂膠液填實(shí)；
3)將浸漬過(guò)乙烯基樹(shù)脂膠液的纖維增強(qiáng)材料環(huán)向纏繞在輪廓板外側(cè)，將該輪廓板壓
實(shí)；
成型后的夾心復(fù)合材料管件所用的固化裝置為玻璃鋼管道固化機(jī)或帶旋轉(zhuǎn)裝置的固化爐中任一種；其中，所用的玻璃鋼管道固化機(jī)為DLXZ-4M固化機(jī)，帶旋轉(zhuǎn)裝置的固化爐為 DLGH-4M固化爐。在室溫為25°C或以上的環(huán)境中，將夾心復(fù)合材料管件同其纏繞模具一起置于玻璃鋼管道固化機(jī)上室溫固化成型；其固化過(guò)程處于低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，低速旋轉(zhuǎn)速度為10-201·/ min，固化時(shí)間為4-6小時(shí)。在室溫低于25°C的條件下，將內(nèi)蒙皮、輪廓板與外蒙皮復(fù)合成型的管件同其纏繞模具一起置于帶旋轉(zhuǎn)裝置的固化爐中加熱固化成型；其固化過(guò)程處于低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，低速旋轉(zhuǎn)速度為10-20r/min，固化溫度為70_90°C，固化時(shí)間為2_4小時(shí)。由于采用了如上技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果如下1)通過(guò)用輪廓板作為夾芯材料，簡(jiǎn)化了現(xiàn)有技術(shù)中，內(nèi)蒙皮、夾芯層和外蒙皮成型需要分別自然固化的時(shí)間，可直接將用輪廓板鋪覆在內(nèi)蒙皮上制作夾芯層，用樹(shù)脂膠液填補(bǔ)輪廓板上若干條形材料之間的縫隙，便可直接在該輪廓板上制作外蒙皮；比現(xiàn)有技術(shù)中的成型時(shí)間節(jié)省了 3-5小時(shí)；縮短了生產(chǎn)周期，有效提高了生產(chǎn)效率。2)由于內(nèi)蒙皮、夾芯層與外蒙皮的鋪覆過(guò)程可連續(xù)進(jìn)行， 因此，免去了清洗盛放樹(shù)脂膠槽的過(guò)程，減少了加砂設(shè)備的使用和清洗，使其管件的成型過(guò)程簡(jiǎn)捷，易操作且可快速成型。3)采用輕質(zhì)的夾芯材料，使該夾芯復(fù)合材料管件的整體質(zhì)量減輕，變形量減少，力學(xué)性能提高，易于批量化生產(chǎn)，同時(shí)又可有效降低生產(chǎn)成本，利于推廣實(shí)施。


圖1為輪廓板為矩形面的展開(kāi)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1成型為圓管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為輪廓板為扇形面的展開(kāi)結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖3成型為錐管的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的夾芯復(fù)合材料管件，包括內(nèi)蒙皮與外蒙皮，夾芯層夾設(shè)于內(nèi)蒙皮與外蒙皮之間，其中，夾芯層由輪廓板構(gòu)成，該輪廓板由若干條形材料橫排水平固定為一體構(gòu)成； 夾設(shè)有矩形輪廓板作為芯材成型的夾芯復(fù)合材料管件為圓管，夾設(shè)有扇形輪廓板作為芯材成型的夾芯復(fù)合材料管件為錐管。如圖1、圖3所示，所用的條形材料可以選用竹板、輕木、泡沫材料或拉擠桿中任一種；形成的輪廓板為矩形板1或扇形板3。如圖2、圖4所示，夾設(shè)有矩形板作為芯材成型的管件為圓管2，夾設(shè)有扇形板作為芯材成型的管件為錐管4。本發(fā)明另一目的，是提供一種上述夾芯復(fù)合材料管件的快速成型方法，包括分別成型內(nèi)蒙皮與外蒙皮的步驟，在內(nèi)蒙皮與外蒙皮之間鋪設(shè)夾芯層的步驟，其中，輪廓板的成型步驟如下
1)選用竹板、輕木、泡沫材料或拉擠桿中任一種加工成條狀材料，條狀材料的厚度為 2-10mm,寬度為 10_20mm ；
2)取若干條狀材料并排放置于一平面上固定成排狀，該排狀的形狀可以是矩形面，也可以是扇形面；
將上述成型后的內(nèi)蒙皮、輪廓板與外蒙皮順序復(fù)合于預(yù)制的纏繞模具上構(gòu)成夾芯復(fù)合材料管件；再將該夾芯復(fù)合材料管件連同纏繞模具一起置于一固化裝置中經(jīng)固化成型；所用的固化裝置可以依據(jù)環(huán)境溫度的不同選用可室溫固化的玻璃鋼管道固化機(jī)或者帶旋轉(zhuǎn)裝置的固化爐中任一種。上述步驟1)中的條狀材料為片材或管材；其中，竹板、輕木、泡沫材料為片材，該片材的拉擠管為中空管材，該管材的外徑為5-15mm，管壁厚為l_3mm。上述步驟2)中的若干條狀片材采用帶膠纖維帶將其在一平面上并排粘接成矩形板或扇形板，所用的帶膠纖維帶的寬度為10-50 mm;若干條狀片材還可采用在每個(gè)條狀片材側(cè)面的對(duì)應(yīng)位置間隔開(kāi)設(shè)多個(gè)通孔，穿線經(jīng)通孔將其縫合的方式固定而成矩形輪廓板或扇形輪廓板，縫合所用的線可采用玻璃纖維無(wú)捻粗紗或玻璃纖維無(wú)捻細(xì)紗中任一種，也可以采用除上述兩種材質(zhì)之外的其它材質(zhì)的細(xì)線。若干條狀管材采用在每個(gè)管材管壁上的對(duì)應(yīng)位置間隔開(kāi)設(shè)多個(gè)通孔，穿線經(jīng)通孔將其縫合的方式固定而成矩形輪廓板或扇形輪廓板。上述所用的輕木為巴沙木，所用的泡沫材料可選用PET板(聚對(duì)苯二鉀酸乙二醇酯)、PVC板(聚氯乙烯)或PU板(聚氨酯)中任一種；所用的拉擠桿可選用適合拉擠工藝成型的環(huán)氧樹(shù)脂拉擠桿、乙烯基樹(shù)脂拉擠桿、不飽和聚酯樹(shù)脂拉擠桿或聚氨酯樹(shù)脂拉擠桿中任一種。內(nèi)蒙皮和外蒙皮均由多種纖維增強(qiáng)材料經(jīng)混合的乙烯基樹(shù)脂膠液浸漬后逐一鋪覆若干層，采用常規(guī)的纏繞工藝成型；其中，內(nèi)蒙皮與外蒙皮的鋪層厚度的范圍在I-IOmm 之間；內(nèi)蒙皮的鋪層厚度可以與外蒙皮的鋪層厚度相同，也可以不同，通常根據(jù)管件的用途及性能要求確定。本發(fā)明的內(nèi)蒙皮、作為夾芯層的輪廓板與外蒙皮復(fù)合的成型步驟具體如下
1)在所用的模具上涂覆脫模劑，脫模劑選用市售的有機(jī)硅脫模劑，任何一種有機(jī)硅脫模劑都適用；先將涂覆有脫模劑的模具吊裝于所用的纏繞設(shè)備兩側(cè)的支撐架之間，緊固后空試，要求在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)該模具和纏繞設(shè)備之間沒(méi)有相對(duì)位移。2)從模具的一端頭開(kāi)始，用塑料薄膜均勻纏繞到模具的另一端頭，在模具表面形成一層塑料薄膜，塑料薄膜的纏繞方向應(yīng)與纖維增強(qiáng)材料的纏繞方向一致，塑料薄膜的搭接寬度應(yīng)在15 25mm。3)內(nèi)蒙皮成型
樹(shù)脂體系選用常溫固化的乙烯基樹(shù)脂膠液。該乙烯基樹(shù)脂膠液由乙烯基樹(shù)脂90 100 份，固化劑1 3份，促進(jìn)劑0. 2 1. 5份混合而成，然后將其乙烯基樹(shù)脂膠液放入預(yù)置的浸膠槽內(nèi)備用；
纖維增強(qiáng)材料可選擇玻璃纖維無(wú)捻粗紗、玻璃纖維單向布、玻璃纖維雙軸布、玻璃纖維細(xì)紗或玻璃纖維帶中任一種或幾種的組合；其中用一種纖維增強(qiáng)材料時(shí)，將該纖維增強(qiáng)材料先經(jīng)乙烯基樹(shù)脂膠液浸漬后順其塑料薄膜的纏繞方向依次纏繞在預(yù)設(shè)置的模具上形成厚度為1 IOmm的內(nèi)蒙皮；若是幾種纖維增強(qiáng)材料的組合，可按其設(shè)計(jì)的厚度均分為幾層， 順序?qū)⑺玫膸追N纖維增強(qiáng)材料分別鋪設(shè)到所要求的厚度；形成內(nèi)蒙皮的整體厚度達(dá)到預(yù)計(jì)要求的厚度。4)作為夾芯層的輪廓板鋪覆
將已拼裝膠接或縫合好的輪廓板先鋪覆在內(nèi)蒙皮的表面上，該輪廓板的接頭通過(guò)帶膠纖維帶粘接固定，使用毛刷將輪廓板上若干條形材料之間的縫隙用乙烯基樹(shù)脂膠液填實(shí)充滿，然后通過(guò)所用的纏繞設(shè)備慢速轉(zhuǎn)動(dòng)，用經(jīng)裝有乙烯基樹(shù)脂膠液的浸膠槽浸漬過(guò)的玻璃纖維無(wú)捻粗紗或玻璃纖維無(wú)捻細(xì)紗中任一種以與塑料薄膜相同的纏繞方向環(huán)向纏繞在該輪廓板的外表面，將輪廓板壓實(shí)。5)外蒙皮成型
樹(shù)脂體系選用與內(nèi)蒙皮成型相同的乙烯基樹(shù)脂膠液，所用的纖維增強(qiáng)材料與內(nèi)蒙皮所用的纖維增強(qiáng)材料相同，外蒙皮的厚度可以與內(nèi)蒙皮的厚度相同，為1 IOmm ；也可以根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和性能要求的不同使其外蒙皮與內(nèi)蒙皮厚度不同；一般外蒙皮的厚度要比內(nèi)蒙皮的厚度厚。6)固化成型
在室溫滿足25°C或以上的環(huán)境中，可將上述經(jīng)纏繞工序完成的管件，連同纏繞模具一起吊運(yùn)到玻璃鋼管道固化機(jī)中在室溫環(huán)境下固化成型，該玻璃鋼管道固化機(jī)選用由本申請(qǐng)人研制的DLXZ-4M固化機(jī)；為了避免固化過(guò)程中出現(xiàn)流膠現(xiàn)象，采用低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下進(jìn)行固化，低速旋轉(zhuǎn)速度選擇在10 20r/min，固化時(shí)間的長(zhǎng)短通常依據(jù)樹(shù)脂膠液的配合比例、 室溫及固化溫度等條件限定，一般固化時(shí)間在4 6小時(shí)之間。若室溫低于25°C，可選擇將上述經(jīng)纏繞工序完成的管件連同纏繞模具一起吊到具有加熱系統(tǒng)的固化設(shè)備中固化成型，如帶旋轉(zhuǎn)裝置的固化爐；為了避免固化過(guò)程中出現(xiàn)流膠現(xiàn)象，也采用低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下進(jìn)行固化，低速旋轉(zhuǎn)速度選擇在10 20r/min，固化溫度為 70 90°C，固化時(shí)間為2 4小時(shí)。7)修整加工
當(dāng)管件固化完全后，對(duì)兩端進(jìn)行修整加工，保證該夾芯復(fù)合材料管件長(zhǎng)度的準(zhǔn)確。8)脫模將加工好的復(fù)合材料產(chǎn)品連同模具一起運(yùn)到脫模機(jī)處，采用常規(guī)的脫模工裝脫模。具體操作為脫模時(shí)先用頂杠緩慢均勻地將芯模頂出一段，然后用電機(jī)牽引將模芯完全返出。退出后的模芯，若仍繼續(xù)使用，則將表面清理干凈待用。若不用時(shí)，將模芯吊放到墊有軟墊的墊木上，用薄膜包好，防止劃傷和損壞。本發(fā)明在模具使用前，通常需對(duì)該模具進(jìn)行表面油污清洗，一般用丙酮擦凈模具表面的油污和其他污物；同時(shí)還需檢查模具的同心度是否超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)偏差，出現(xiàn)凹凸不平的現(xiàn)象及時(shí)修補(bǔ)，打磨，拋光，使其達(dá)到平整光滑。上述方法中所用的玻璃纖維無(wú)捻粗紗、玻璃纖維單向布、玻璃纖維雙軸布、玻璃纖維細(xì)紗或玻璃纖維帶中的玻璃纖維還可以用碳纖維、玄武巖纖維取代，制作碳纖維或玄武巖纖維無(wú)捻粗紗、碳纖維或玄武巖纖維無(wú)捻細(xì)紗、碳纖維或玄武巖纖維單向布、碳纖維或玄武巖纖維雙軸布以及碳纖維或玄武巖纖維帶。以下通過(guò)具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)例1
以竹板為例，輪廓竹板制作工藝如下
1)選擇所需夾層厚度的竹板，將其切割為15mm寬的竹條，長(zhǎng)度由產(chǎn)品的長(zhǎng)度決定，對(duì)于長(zhǎng)度超過(guò)an的產(chǎn)品，可選擇由兩段或多段竹條拼接而成。2)若管件為圓管產(chǎn)品，其輪廓板的展開(kāi)為矩形板，圓管的直徑d由公式π d計(jì)算出該矩形板的寬度、選擇相應(yīng)竹條的根數(shù)，將竹條并排放置在平臺(tái)上，使用50mm寬的帶膠纖維帶粘接在多根竹條的上表面，將多根竹條連接成一排，形成矩形輪廓板。若管件是錐形產(chǎn)品，其輪廓板的展開(kāi)為扇形板，以錐管大端直徑D，小端直徑d的數(shù)值分別計(jì)算出該扇形板的大小端的不同寬度，即大端nD，小端Jid;選擇相應(yīng)竹條的根數(shù)，將竹條并排放置在平臺(tái)上均勻展開(kāi)成對(duì)應(yīng)的扇形，然后使用50mm寬的帶膠纖維帶粘接在多根竹條的上表面，將多根竹條連接成一排，形成扇形輪廓板。輪廓板的展開(kāi)不管是矩形還是扇形，所用的竹條除了上述方法粘接固定外，還有另一種方法將其固定，即在每根竹條側(cè)邊的對(duì)應(yīng)位置間隔開(kāi)設(shè)多個(gè)通孔，在通孔處穿線將所有竹條縫合而成為矩形輪廓板或扇形輪廓板，所用的線為玻璃纖維無(wú)捻粗紗。由內(nèi)蒙皮、輪廓板與外蒙皮制備而成的管件，其成型步驟如下
1)在涂覆脫模劑的模具上，用塑料薄膜由該模具一端頭均勻纏繞到模具的另一端頭， 塑料薄膜的搭接寬度應(yīng)在15mm ；選用玻璃纖維無(wú)捻粗紗、玻璃纖維單向布和玻璃纖維雙軸布依次經(jīng)混合的乙烯基樹(shù)脂膠液浸漬后逐一鋪覆于鋪有塑料薄膜的模具表面；其中，乙烯基樹(shù)脂膠液由乙烯基樹(shù)脂90份，固化劑1份，促進(jìn)劑0. 2份混合而成，玻璃纖維無(wú)捻粗紗鋪設(shè)厚度為0. 3mm，玻璃纖維單向布和玻璃纖維雙軸布各鋪設(shè)厚度為0. 4mm,內(nèi)蒙皮的厚度為 Imm ；采用常規(guī)的纏繞工藝成型；
2)將上述竹條形成的矩形輪廓板鋪覆在內(nèi)蒙皮的表面上，輪廓板的接頭通過(guò) 10-50mm帶膠纖維帶粘接固定；使用毛刷將輪廓板上若干竹條之間的縫隙用乙烯基樹(shù)脂膠液填實(shí)充滿，再經(jīng)纏繞設(shè)備慢速轉(zhuǎn)動(dòng)用浸漬過(guò)乙烯基樹(shù)脂膠液的玻璃纖維無(wú)捻粗紗將矩形輪廓板壓實(shí)；
3)在竹條輪廓板的表面鋪覆外蒙皮，其外蒙皮材質(zhì)與內(nèi)蒙皮材質(zhì)相同；外蒙皮的厚度為10mm，比內(nèi)蒙皮厚；4)在25°C及以上的室溫條件下，將步驟1)-步驟3)完成后的管件，連同管芯模具一起吊運(yùn)到玻璃鋼管道固化機(jī)中，在室溫環(huán)境下固化成型；玻璃鋼管道固化機(jī)采用由本申請(qǐng)人研制的DLXZ-4M固化機(jī)；為了避免固化過(guò)程中出現(xiàn)樹(shù)脂膠液的流膠現(xiàn)象，采用低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下進(jìn)行固化，低速旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定為lOr/min，固化時(shí)間在6小時(shí)，然后將其乙烯基樹(shù)脂膠液放入預(yù)置的浸膠槽內(nèi)備用；
最后對(duì)成型的管件兩端進(jìn)行修整加工，將加工好的夾芯復(fù)合材料管件連同模具一起運(yùn)到脫模機(jī)處，采用常規(guī)的脫模工裝脫模；即成型為本發(fā)明的夾芯復(fù)合材料管件。實(shí)例2
該夾芯復(fù)合材料管件的成型方法與實(shí)例1基本相同，在此不再贅述。其不同點(diǎn)在于
乙烯基樹(shù)脂膠液的混合比為乙烯基樹(shù)脂膠液100份，固化劑3份，促進(jìn)劑1.5份混合而成；
采用若干條狀的巴沙木制作而成的輪廓板作為夾芯層，以扇形面構(gòu)成的錐形管為例。 具體成型步驟為先在涂覆脫模劑的模具上，用塑料薄膜由該模具一端頭均勻纏繞到模具的另一端頭，塑料薄膜的搭接寬度應(yīng)在25mm;在纏繞完內(nèi)蒙皮后，直接將按尺寸切割好的扇形巴沙木輪廓板包覆在內(nèi)蒙皮表面上，用IOmm厚的帶膠纖維帶粘接接頭，使用毛刷將巴沙木輪廓板之間的縫隙用乙烯基樹(shù)脂膠液填充飽滿，然后通過(guò)所用纏繞設(shè)備慢速轉(zhuǎn)動(dòng)，將經(jīng)乙烯基樹(shù)脂膠液的浸漬過(guò)的玻璃纖維無(wú)捻細(xì)紗環(huán)向纏繞在巴沙木輪廓板的外表面上，將巴沙木輪廓板壓實(shí)，同時(shí)再在該巴沙木輪廓板上接著纏繞外蒙皮；其中內(nèi)蒙皮厚度與外蒙皮所用的材質(zhì)相同，為玻璃纖維雙軸布；該玻璃纖維雙軸布的厚度相同，均為5mm;巴沙木輪廓板的厚度為10mm，扇形面大端寬430mm，小端寬390mm，長(zhǎng)度為880mm。在25°C及以上的室溫條件下，經(jīng)纏繞工藝完成后的管件，連同管芯模具一起吊運(yùn)到玻璃鋼管道固化機(jī)上，在室溫環(huán)境下固化成型；為了避免固化過(guò)程中出現(xiàn)樹(shù)脂膠液的流膠現(xiàn)象，采用低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下進(jìn)行固化，低速旋轉(zhuǎn)速度選擇在20r/min，固化時(shí)間為4小時(shí)。實(shí)例3
該夾芯復(fù)合材料管件的成型方法與實(shí)例1基本相同，在此不再贅述。其不同點(diǎn)在于
乙烯基樹(shù)脂膠液的混合比為乙烯基樹(shù)脂膠液95份，固化劑2份，促進(jìn)劑0.8份混合而成；
采用拉擠桿構(gòu)成的輪廓板作為夾芯層，具體成型步驟為
1)選擇外徑為10mm，壁厚為3mm的環(huán)氧樹(shù)脂拉擠桿，根據(jù)產(chǎn)品的直徑計(jì)算拉擠桿輪廓板的展開(kāi)矩形寬度，選擇相應(yīng)拉擠桿的根數(shù)，將拉擠桿并排放置在平臺(tái)上，用鋼板尺垂直該拉擠桿且壓緊后畫(huà)線，每根拉擠桿劃線處用直徑2 3mm的鉆頭打孔，使用玻璃纖維無(wú)捻粗紗穿貫縫合成拉擠桿輪廓板。 2 )在纏繞完內(nèi)蒙皮后，直接將拉擠桿輪廓板包覆在內(nèi)蒙皮表面上，接頭用穿孔時(shí)所用玻璃纖維無(wú)捻粗紗系緊，使用毛刷將拉擠桿之間的縫隙用乙烯基樹(shù)脂膠液填充飽滿， 然后通過(guò)所用的纏繞設(shè)備慢速轉(zhuǎn)動(dòng)，將經(jīng)乙烯基樹(shù)脂膠液浸漬過(guò)的玻璃纖維無(wú)捻粗紗纏繞在拉擠桿輪廓板外表面上，將拉擠桿輪廓板壓實(shí)，再在夾芯層上接著纏繞外蒙皮。
上述內(nèi)蒙皮的厚度為10mm，外蒙皮的厚度為1mm，拉擠桿輪廓板的厚度為IOmm ；內(nèi)蒙皮、外蒙皮的成型步驟與實(shí)例1相同，在此不再贅述。
在低于25°C的室溫溫度下，需將纏繞工序完成的管件連同管芯模具一起吊到具有加熱系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的固化設(shè)備中固化成型，如帶旋轉(zhuǎn)裝置的固化爐，本發(fā)明所用的帶旋轉(zhuǎn)裝置的固化爐采用由本申請(qǐng)人研制，型號(hào)為DLGH-4M的固化爐；為了避免固化過(guò)程中出現(xiàn)流膠現(xiàn)象，采用低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下進(jìn)行固化，低速旋轉(zhuǎn)速度選擇在20r/min，固化溫度為 90°C，固化時(shí)間為2小時(shí)；若低速旋轉(zhuǎn)速度選擇在lOr/min，固化溫度為70°C，固化時(shí)間為4 小時(shí)。
權(quán)利要求
1.一種夾芯復(fù)合材料管件，包括內(nèi)蒙皮與外蒙皮，夾芯層夾設(shè)于內(nèi)蒙皮與外蒙皮之間， 其特征在于所述夾芯層由輪廓板鋪覆而成，該輪廓板由若干條形材料橫排水平固定為一體構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料管件，其特征在于所述的條形材料為竹板、輕木、 泡沫材料或拉擠桿中任一種；形成的輪廓板為矩形板或扇形板；其中，夾設(shè)有矩形板作為芯材成型的管件為圓管，夾設(shè)有扇形板作為芯材成型的管件為錐管。
3.—種夾芯復(fù)合材料管件的快速成型方法，包括分別成型內(nèi)蒙皮與外蒙皮的步驟，在內(nèi)蒙皮與外蒙皮之間鋪設(shè)夾芯層的步驟，其特征在于所述夾芯層由若干條形材料橫排水平固定為一體而形成的輪廓板鋪覆形成，該輪廓板的成型步驟如下1)選用竹板、輕木、泡沫材料或拉擠桿中任一種加工成條狀材料；2)取若干條狀材料并排放置于一平面固定成排狀，其厚度至少為2mm；將上述成型后的內(nèi)蒙皮、輪廓板與外蒙皮順序復(fù)合于預(yù)制的纏繞模具上構(gòu)成所述管件；再將該管件置于一固化裝置中經(jīng)固化成型。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的快速成型方法，其特征在于步驟1)所述的條狀材料為片材或管材；其中，竹板、輕木、泡沫材料為片材，該片材的厚度為2-10mm，寬度為10_20mm ；拉擠管為中空管材，該管材的外徑為5-15mm，管壁厚為l_3mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的快速成型方法，其特征在于步驟2)所述若干片材采用帶膠纖維帶粘接方式或?qū)⒚織l片材側(cè)邊對(duì)應(yīng)位置間隔開(kāi)設(shè)多個(gè)通孔，穿線經(jīng)通孔將其縫合的方式固定，其中，帶膠纖維帶的寬度為10-50 mm ；所述若干管材采用在每個(gè)管材管壁上的對(duì)應(yīng)位置間隔開(kāi)設(shè)多個(gè)通孔，穿線經(jīng)通孔將其縫合的方式固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的快速成型方法，其特征在于所述輕木為巴沙木，所述泡沫材料為PET (聚對(duì)苯二鉀酸乙二醇酯)板、PVC (聚氯乙烯)板或PU (聚氨酯)板中任一種；所述拉擠桿為環(huán)氧樹(shù)脂拉擠桿、乙烯基樹(shù)脂拉擠桿、不飽和聚酯樹(shù)脂拉擠桿或聚氨酯樹(shù)脂拉擠桿中任一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的快速成型方法，其特征在于所述內(nèi)蒙皮和外蒙皮均由多種相同的纖維增強(qiáng)材料經(jīng)混合的乙烯基樹(shù)脂膠液浸漬后逐一鋪覆若干層構(gòu)成；其中，內(nèi)蒙皮與外蒙皮的鋪層厚度為I-IOmm;內(nèi)蒙皮與外蒙皮的鋪層厚度為相同或不同；所述乙烯基樹(shù)脂膠液內(nèi)含有乙烯基樹(shù)脂90-100重量份，固化劑1-3重量份，促進(jìn)劑0. 2-1. 5重量份。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的快速成型方法，其特征在于所述輪廓板的鋪覆步驟如下1)將成型的輪廓板鋪覆在成型的內(nèi)蒙皮表面上；2)用毛刷將輪廓板內(nèi)各條狀材料之間的縫隙用所述乙烯基樹(shù)脂膠液填實(shí)；3)將浸漬過(guò)乙烯基樹(shù)脂膠液的纖維增強(qiáng)材料環(huán)向纏繞在輪廓板外側(cè)，將該輪廓板壓實(shí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的快速成型方法，其特征在于所述固化裝置為玻璃鋼管道固化機(jī)或帶旋轉(zhuǎn)裝置的固化爐中任一種；在室溫至少為25°C的條件下，將所述內(nèi)蒙皮、輪廓板與外蒙皮復(fù)合成型的管件同其纏繞模具一起置于所述玻璃鋼管道固化機(jī)上自然固化成型；其固化過(guò)程處于低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，低速旋轉(zhuǎn)速度為10-20r/min，固化時(shí)間為4_6小時(shí)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的快速成型方法，其特征在于所述固化裝置為玻璃鋼管道固化機(jī)或帶旋轉(zhuǎn)裝置的固化爐中任一種；在室溫低于25°C的條件下，將所述內(nèi)蒙皮、輪廓板與外蒙皮復(fù)合成型的管件同其纏繞模具一起置于所述帶旋轉(zhuǎn)裝置的固化爐中加熱固化成型；其固化過(guò)程處于低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，低速旋轉(zhuǎn)速度為10-20r/min，固化溫度為 70_90°C，固化時(shí)間為2-4小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種夾芯復(fù)合材料管件及其快速成型方法，主要應(yīng)用于電力承力管件工程中。包括內(nèi)蒙皮與外蒙皮，夾芯層夾設(shè)于內(nèi)蒙皮與外蒙皮之間，其特點(diǎn)為該夾芯層由輪廓板構(gòu)成，該輪廓板包括由若干條形材料橫排水平固定為一體形成；成型方法，包括內(nèi)蒙皮與外蒙皮的成型步驟，夾芯層在內(nèi)蒙皮與外蒙皮之間鋪設(shè)的步驟，其特點(diǎn)為夾芯層由若干條形材料橫排水平固定為一體構(gòu)成一輪廓板，該輪廓板的成型步驟1)選用竹板、輕木、泡沫材料或拉擠桿中任一種加工成條狀材料；2)取若干條狀材料并排放置于一平面固定成排狀；將內(nèi)蒙皮、輪廓板與外蒙皮復(fù)合于管狀模具上構(gòu)成管件，經(jīng)固化成型。其質(zhì)輕，變形量小，成本低，成型速度快易于推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)B32B27/12GK102494238SQ201110436340
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者于成, 吳瑤, 張雄軍, 王明哲, 趙愛(ài)軍, 郝春功 申請(qǐng)人:北京玻鋼院復(fù)合材料有限公司