[发明专利]一种船用螺旋桨叶纤维增强复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种船用螺旋桨叶纤维增强复合材料的制备方法，所述螺旋桨叶包括叶根部，桨叶中部和叶尖部，整个螺旋桨叶先采用纤维进行三维立体编织形成预制体部分，然后对预制部分采用热固性树脂胶液进行浸渍和固化，其特征在于，该桨叶的制备装置包括下模和上模，下模和上模合模后形成桨叶的浸渍空间，上模上部设有排气道，排气道设于桨叶浸渍空间的最高处，并且斜着通到上模外侧，下模上设有用以定位的台阶部，同时上下模具内还设有模具加热装置，以便于浸渍完成后的固化，下模固定于下模固定板上，上模固定于上模固定板上，下模固定板设于下模板上，上模固定板设于上模板上，上模板和下模板通过导柱和导柱套连接固定，形成主体框架，上模板上方设有上模驱动机构，浸渍空间下方设有树脂进液通道，该通道用以连接树脂罐，树脂在气体压力驱动下上升进入浸渍空间，具体的船用螺旋桨叶纤维增强复合材料的制备过程包括如下步骤：

（1）编织三维结构的预制体，采用混杂纤维纱线，运用三维立体编织技术，进行螺旋桨叶片混杂纤维预制体的连续编织成型；其中桨叶在不同部位采用不同纤维编织密度，在叶根部和叶尖部采用更大的纤维材料编织密度，在桨叶中部采用相对较小的纤维材料编织密度；叶根部和叶尖部纤维材料编织密度为桨叶中部纤维材料编织密度的4~6倍；

（2）将预制体放入下模中，使桨叶下部进入下模上定位部分的台阶部，实现定位；

（3）启动上模驱动机构，使上模板带动上模下降并实现合模，启动模具加热装置将模具加热到树脂固化温度；

（4）启动气泵，驱动树脂从进液通道进入，并逐步充满桨叶的浸渍空间，对其中的预制体进行浸渍；该浸渍过程中，逐步增加气泵的压力，以使得树脂液面能逐步上升，同时浸渍空间内的气体从上模上部的排气道逐步排出；

在该过程中，采用分阶段增压的方式，在第一阶段，对桨叶根部进行浸渍，采用相对较小的增压速度P₁；在第二阶段，对桨叶中部进行浸渍，采用相对较大的增压速度P₂；在第三阶段，对桨叶叶尖部位进行浸渍，采用较小的增压速度P₁；具体为P₁采用2.5kPa/s的增压速度；P₂采用的关系确定，L₁为叶根和叶尖部位的纤维编织密度，L₂为桨叶中部部位的纤维编织密度；

（5）浸渍完成后，继续维持模具的加热状态使树脂固化；

（6）开模将螺旋桨叶取出。

2.根据权利要求1所述的一种船用螺旋桨叶纤维增强复合材料的制备方法，其特征在于，叶根部和叶尖部的纤维编织密度为20~100根/cm²。

3.根据权利要求2所述的一种船用螺旋桨叶纤维增强复合材料的制备方法，其特征在于，该驱动机构采用电机或油缸。

4.根据权利要求3所述的一种船用螺旋桨叶纤维增强复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，L₁/ L₂为4~6，P₂的取值范围为5~6.1kPa/s。