[发明专利]复合材料空间桁架结构及基于固化成型模具的制备方法

权利要求书

1.一种复合材料空间桁架结构，其特征在于，包括：

壁厚为三层结构的方型管材，其中，内层(4071)、外层(4073)采用的12K碳纤维，中间层(4072)采用50K大丝束碳纤维。

2.如权利要求1所述的复合材料空间桁架结构，其特征在于，所述内层(4071)的12K碳纤维编织方向与方型管材中轴线的成±45°角，所述中间层(4072)的50K大丝束碳纤维与方型管材中轴线的成0°，所述外层(4073)12K碳纤维缠绕方向与方型管材中轴线成90°角。

3.一种复合材料空间桁架结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，三维编织机(1)将12K碳纤维编织在高精度芯模(5)上，通过往复式牵引机(3)导入到预成型模具一(6)中，成型内层(4071)壁厚；

第二步，50K碳纤维由纱架(12)依次经过浸胶槽(11)、刮胶槽(10)、导向架，并与上述第一步中12K碳纤维一并进入到预成型模具二(7)中，成型中间层(1072)壁厚；

第三步，双向缠绕机(2)将12K碳纤维缠绕在上述第二步制品的外层，成型最外层(4073)壁厚；

第四步，往复式牵引机(3)将产品牵引到分瓣式可伸缩固化成型模具(4)中加热固化，形成复合材料空间桁架结构(407)；

第五步，根据定长通过切割机(8)切割，转入半成品区，循环生产。

4.如权利要求3所述的分瓣式可伸缩固化成型模具(4)，其特征在于，包括：

液压拉伸装置固定框架(402)，所述液压拉伸装置固定框架(402)通过固定支撑(406)安装在地面上方；

液压拉伸装置(401)，若干个所述液压拉伸装置(401)固定安装在液压拉伸装置固定框架(402)的四周；

油路加热模板(403)，所述油路加热模板(403)固定安装在液压拉伸装置(401)的活动端；

分瓣外芯模(404)，所述分瓣外芯模(404)与油路加热模板(403)固定连接；

内芯模(405)，所述内芯模(405)设置在分瓣外芯模(404)的内部、并通过芯模固定装置(9)固定；

所述液压拉伸装置(401)带动油路加热模板(403)和分瓣外芯模(404)向内移动，使处于所述分瓣外芯模(404)与内芯模(405)之间的产品加热固话形成复合材料空间桁架结构(407)。

5.如权利要求4所述的分瓣式可伸缩固化成型模具(4)，其特征在于，所述液压拉伸装置(401)为液压油缸。

6.如权利要求5所述的分瓣式可伸缩固化成型模具(4)，其特征在于，所述固定框架(402)为中空的矩形框体结构，所述液压油缸的缸体固定在矩形框体的四个侧面上。

7.如权利要求6所述的分瓣式可伸缩固化成型模具(4)，其特征在于，所述油路加热模板(403)上设有若干个油路加工孔，所述油路加热模板(403)设置在矩形框体的内部、并与液压油缸的活塞杆端部固定连接。

8.如权利要求5所述的分瓣式可伸缩固化成型模具(4)，其特征在于，所述分瓣外芯模(404)的横截面为梯形结构的板子、并且四块分瓣外芯模(404)的短边朝内，所述分瓣外芯模(404)与油路加热模板(403)固定连接。

9.如权利要求5所述的分瓣式可伸缩固化成型模具(4)，其特征在于，所述内芯模(405)为实心的矩形条，通过液压油缸带动四块分瓣外芯模(404)对内芯模(405)的张开、闭合，完成对制品升温加压固化。