[实用新型]三维编织复合材料空心螺旋弹簧的固化系统

说明书

本实用新型提供一种三维编织复合材料空心螺旋弹簧的固化系统，包括柱状的内模与罩在内模外侧的外模，内模与外模之间形成有密闭的螺旋状空间；条形基体缠绕在所述螺旋状空间内，其包括以可溶材料或可熔材料或气囊制成的芯模，以及覆盖在所述芯模外表面上的使用可纺可编织纤维以三维编织工艺编织出的三维编织管；所述螺旋状空间连接有抽真空装置，还连接有注射机。使用本实用新型制作的三维编织复合材料空心螺旋弹簧，其兼具复合材料螺旋弹簧所具有的轻量化、抗疲劳、耐腐蚀、耐冲击等既有优点，又进一步地提高了其轻量化、弹簧刚度等性能。

技术领域

本实用新型涉及一种复合材料空心螺旋弹簧的制作设备。

背景技术

随着工业技术的进步，复合材料已经在航空航天、交通运输、机械、建筑等领域得到了广泛应用，由其制成的弹簧，包括板簧、螺旋弹簧等也已在汽车、高铁等大量应用，其中板簧由于设计、制作加工工艺简单而应用更为广泛，为提高能源效率、轻量化、降低全寿命成本等方面取得了较大成效。而螺旋弹簧则由于各种因素制约，发展的相对缓慢，已有的产品和研究成果也并未很好地发挥复合材料的综合优势。

随着技术的进步，三维编织技术得到了进一步发展，三维编织复合材料也逐渐克服了成本高、工期长、生产效率低、工艺复杂、性能不稳定等缺陷，越来越多地被认识、接受，并发挥了高力学性能、可设计性强、抗冲击、耐损伤、耐高温、近净成型、适用于RTM(树脂传递模塑)等OoA(非热压罐)低成本复合工艺等特长，取得了良好的应用效果。

复合材料螺旋弹簧可以替代金属螺旋弹簧，在各个工业领域广泛应用，具有轻量化、抗疲劳、耐腐蚀、耐高温等优点。然而，以往的复合材料螺旋弹簧，多用单向纤维或单向纤维外覆二维编织布或二维编织套制作，因此簧丝基本均呈实心形态。一般研究认为，沿簧丝方向+/-45度方向的纤维会有助于提升弹簧性能，且越靠近簧丝中心，纤维的效能越小。因此有些螺旋弹簧在表面贴敷具有一定角度的编织布或二维编织套，可部分提高性能和表观效果，但性能提升有限，且由于各部分之间仍存在力学性能不匹配，所以仍会存在易分层、抗冲击性差、寿命短等弱点，且提高了工艺复杂度。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种三维编织复合材料空心螺旋弹簧的固化系统，使其制作出来的空心弹簧兼具复合材料螺旋弹簧所具有的轻量化、抗冲击、抗疲劳、耐腐蚀、耐高温的既有优点，而且其轻量化、弹簧刚度性能更高。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种三维编织复合材料空心螺旋弹簧的固化系统，其特征在于：包括柱状的内模与罩在内模外侧的外模，内模与外模之间形成有密闭的螺旋状空间；

条形预成形体缠绕在所述螺旋状空间内，其包括以可溶材料或可熔材料或气囊制成的芯模，以及包覆在所述芯模外表面上的使用可纺可编织纤维以三维编织工艺编织出的三维编织管；

所述螺旋状空间连接有抽真空装置，还连接有能够向所述螺旋状空间中注入基体材料的注射机；

还包括能够将所述三维编织管与所述基体材料固化为一体的加温加压设备。

所述的三维编织复合材料空心螺旋弹簧的固化系统，其中：所述可熔材料的熔点高于基体材料的固化温度，并低于所述基体材料的软化温度。

所述的三维编织复合材料空心螺旋弹簧的固化系统，其中：所述内模的外侧面上以及/或所述外模的内表面上设有螺旋状的成型槽，以形成所述螺旋状空间。

一种三维编织复合材料空心螺旋弹簧的固化系统，其特征在于：

包括螺旋弹簧形的硬质芯模以及套在所述硬质芯模外表面上的用可纺可编织纤维以三维编织工艺编织出的三维编织管，所述三维编织管浸渍有基体材料并包覆有隔离材料；

还包括能够将所述三维编织管与所述基体材料固化为一体的加温加压设备。