[发明专利]一种增强厚壁复合材料管的制作方法

说明书

技术领域

本发明属于管材制作领域，特别涉及一种增强厚壁复合材料管的制作方法。

背景技术

传统生产的厚壁复合材料管采用干法层压卷制，再经过高温烘焙而成，如附图1所示。由于卷制时压力、张力不一致，内应力无法消除，导致层间站接强度不够，在烘焙完成后易出现局部分层，开裂等问题。使用时无法满足要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种增强厚壁复合材料管的制作方法，包括以下步骤：

将多层预浸料片材经铺设、预热和热压制得具有厚度d的层合复合材料板材；

根据预定外径R₁在所述层合复合材料板材上切割出若干圆柱型材，制得外径为R₁的增强厚壁复合材料管管坯，其中，所述R₁＜d，以确保所述增强厚壁复合材料管管坯的尺寸；

所述增强厚壁复合材料管管坯沿其轴线开设孔径为R₂的通孔，形成所述增强厚壁复合材料管。

优选的是，所述的增强厚壁复合材料管的制作方法中，所述预浸料片材为由铺设角度为0°、45°和90°的三层预浸料经过超声波热压机热压而成，在所述预浸料片材中增加45°的增强体，以增强其45°方向的力学性能。

优选的是，所述的增强厚壁复合材料管的制作方法中，在一水平操作台上竖直设置若干复合材料微型棒材，然后铺设预浸料片材，并使所述复合材料微型棒材穿过所述预浸料片材，并呈星散状分布于所述预浸料片材上，使得所述层合复合材料板材的厚度方向的性能得到很大的提高；所述复合材料微型棒材为多根纤维编织成的绳状材料经树脂固化而成，多根纤维编织成绳状材料以增强其力学性能。

优选的是，所述的增强厚壁复合材料管的制作方法中，所述多层预浸料片材为玻璃纤维预浸料、碳纤维预浸料或芳纶纤维预浸料的一种。

优选的是，所述的增强厚壁复合材料管的制作方法中，所述铺设的角度为[0/90]_s或[0/30/45/60/90]_s，为对称结构，使得制得的所述的增强厚壁复合材料管的结构更为稳定。

优选的是，所述的增强厚壁复合材料管的制作方法中，所述切割的方向为按照所述层合复合材料板材的长度或宽度方向，所述增强厚壁复合材料管中纤维的方向与层合复合材料板材中纤维的方向一致或垂直。

优选的是，所述的增强厚壁复合材料管的制作方法中，所述切割的方向与所述层合复合材料板材的长度方向的夹角为10°-80°，所述增强厚壁复合材料管中纤维的方向与层合复合材料板材中纤维的方向呈一定角度，增强其多样性，提高结构的稳定性。

优选的是，所述的增强厚壁复合材料管的制作方法中，所述热压时采用热压罐进行加压。

优选的是，所述的增强厚壁复合材料管的制作方法中，R₁/(R₁/2-R₂/2)＜20，以保证所述增强厚壁复合材料管的管壁为厚壁。

优选的是，所述的增强厚壁复合材料管的制作方法中，所述预热时，预热温度超过所述预浸料片材中树脂的熔化温度10°-15°，此时树脂溢出边缘并呈拉丝状。

本发明提供一种增强厚壁复合材料管的制作方法，将传统的干法层压卷制改为层压-切割-打孔三步制作，避免了由于卷制时张力、压力不一致而造成的层间粘接强度低，并出现分层和开裂等问题，本发明制作简单，制作时间短，制造的增强厚壁复合材料管不会出现分层现象，并具有优良的抗扭转性能。

附图说明

图1为传统干法层压卷制制作的管材截面图；

图2为采用本发明增强厚壁复合材料管的制作方法制作的管材的截面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

实施例1

本发明提供一种增强厚壁复合材料管的制作方法，包括以下步骤：

将多层预浸料片材经铺设、预热和热压制得具有厚度d的层合复合材料板材；

根据预定外径R₁在所述层合复合材料板材上切割出若干圆柱型材，制得外径为R₁的增强厚壁复合材料管管坯，其中，所述R₁＜d，以确保所述增强厚壁复合材料管管坯的尺寸；

所述增强厚壁复合材料管管坯沿其轴线开设孔径为R₂的通孔，形成所述增强厚壁复合材料管，其横截面如图2所示。