[发明专利]一种盒状加筋三维织物预制体的制备方法

说明书

本发明公开一种盒状加筋三维织物预制体的制备方法，该制备方法采用“缝合底面‑置入内外模具‑整体缝合成型”的方式，具体步骤如下：1)裁剪一定尺寸的纤维布，在其中央区域进行缝合，后沿缝合边放置小盒并固定模具位置；将纤维沿水平方向剪开，用缝合线将对接口缝合；2)重复上述步骤，进行四个小盒的铺放、缝合工作；3)四个小盒全部铺放好后，将其棱边相对拼接组成一个大盒，拼接处的空隙放入一定量纤维束，确保预制体的力学性能；4)裁剪一定尺寸的纤维布，将其包覆在拼接得到的大盒上，放入到大盒模具内；5)对预制体的底部、侧面和加强筋进行缝合，后取出四个小盒和外侧大盒，对其边角处、加强筋与布面连接处进行缝合、完善。

技术领域

本发明设计一种预制件的制备方法，具体涉及一种盒状加筋三维织物预制体的制备方法。

背景技术

缝合技术通过在预制织物的厚度方向引入增强纤维，能够将2D铺层复合材料变为准3D复合材料，显著提高了复合材料的抗分层性能及耐损伤容限，在军事、民用领域均有广泛的应用。其中异形预制体的制备属于平板缝合技术的延伸，在铺层缝合时由于盒状的结构导致铺层缝合操作不方便，并且缝合线不容易在织物上定位，导致边角成型效果差，产品缝合不美观，故而设计了一种简单便利的盒状加筋三维缝合预制体工装来解决上述问题。

在申请公布号为CN108360122A的专利中公开了一种三维盒状织物一次成型编织方法，该方法利用经纱和纬纱进行编织形成织物层，在织物层上形成有左区域、右区域以及处于边缘的三角区域，利用纬纱将左右区域连接起来，顺次编织多个织物层形成多层织物，利用所述多个织物层的左区域及所述右区域构造形成六边形管状结构预制件。虽然该方法简化了三维盒状织物编织方法，缩短了编织时间，有效地提高了编织效率，但该编织方法不能有效地解决预制件边角成形效果差，边角处面内力学性能差的问题。

在申请公布号为CN107128474B的专利中公开了复合材料帽形加筋件、复合材料帽形加筋压力腹板及其制造方法，复合材料帽形加筋件可以进一步联接到复合材料帽形部分上的多个复合材料加筋层片，多个复合材料加筋层片包括联接到复合材料帽形部分第一侧上的主体层片、联接到主体层片上的缠绕层片，以及联接到主体层片和缠绕层片上的基层片，实现了预制体成型尺寸稳定，降低了发生分层现象的危险，但该方法中使用了大量的零部件，总体上增加了结构的复杂性和生产的时耗。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种盒状加筋三维织物预制体的制备方法。该制备方法解决了现有技术中边角成型效果差，并且能够保证纤维盒状预制件具有较高的尺寸精度，具有较高的尺寸稳定性，具有实际工程应用价值高，工艺简单等特点。

本发明为实现上述目的，设计一种整体缝合成型盒状加筋三维织物预制体的制备方法，该制备方法采用以下工艺步骤：

步骤一、首先进行小盒预制件的织物铺层，取裁剪好的纤维布，沿规定方向进行铺层，达到规定厚度后，用夹具夹紧；用缝合设备在其中央位置缝合，缝合完成后放置模具于织物中央区域上方并固定模具位置；沿水平方向将纤维布剪开，剪开的纤维布断口直至达到模具侧棱为止；将纤维布沿模具侧棱折起紧贴模具并将断口对接，用缝合线做好固定；重复上述过程，直至将四个小盒的织物铺层全部完成；

步骤二、将四个小盒预制件拼接组成大盒，中间空隙处填充纤维束，直至将空隙填满；取裁剪好的纤维布，沿规定方向进行铺层，达到要求厚度后，用夹具夹紧；用缝合设备在其中央位置缝合，后沿缝合棱边放置模具并固定模具位置；沿水平方向将纤维布剪开，剪开的纤维布断口直至达到小盒侧棱为止；将纤维布沿小盒织物侧棱折起紧贴小盒织物并将断口对接，用缝合线做好固定；最后，将铺放好的织物连同小盒模具一起放入大盒模具中，之后将压柱放置在模具上，保证预制体上端平齐；