[发明专利]一种具有负曲率型面的异型多层立体织物制备方法及装置

权利要求书

1.一种具有负曲率型面的异型多层立体织物制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)：固定安装与织物负曲率型面形状相同的下负曲率模具，在下负曲率模具上设置可水平移动的正曲率模具，正曲率模具和下负曲率模具呈镜像对称固定设置；

步骤(2)：在正曲率模具上制备纤维预制体的一层；

步骤(3)：在保证预制体不变形的前提下，将正曲率模具水平移出；

步骤(4)：通过设置在正曲率模具上方的曲率与下负曲率模具相匹配的上负曲率模具，对预制体负曲率型面部分施加外部载荷，使正曲率预制体的正曲率部分与上、下负曲率模具的负曲率部分完全贴合，使正曲率预制体的正曲率部分完全转换至负曲率，单层负曲率织物制备完成；

步骤(5)：重复步骤2-4，直至负曲率多层织物制备完成。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中通过激光水平仪校准，实现正曲率模具和下负曲率模具呈镜像对称设置。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中采用针刺、缝合2.5D、三向中的任一种或任几种在正曲率模具上制备纤维预制体。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当制备的立体织物需承受剪切力时，对步骤(2)制备的纤维预制体进行Z向加强后进行压合。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(2)每层体积密度为0.3-0.9g/cm³。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，立体织物的的形状为圆柱型、平板型、圆锥型、圆台型或曲面型。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(2)中纤维预制体采用的纤维为石英纤维、碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维或氮化硅纤维中的一种或两种以上。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(4)中采用多道次压合，上、下负曲率模具之间的压力距离每一道次逐渐减小，直至上、下负曲率模具与预制体完全贴合。

9.一种用于制备具有负曲率型面的异型多层立体织物的装置，其特征在于，包括液压缸(1)，外框架(2)，负压部件悬梁(3)，负压部件支撑架(4)，上负曲率模具(5)，负压部件滑块滑轨(6)，正曲率压合模具，正曲率模具(7)，成型部件滑块滑轨(8)，下负曲率模具(9)和支撑部件支撑座(10)；

液压缸(1)通过螺栓连接在外框架(2)上，液压缸液压杆驱动负压部件悬梁(3)沿负压部件滑块滑轨(6)上下移动，负压部件悬梁(3)通过负压部件支撑架(4)作用在上负曲率模具(5)上，负压部件滑块滑轨(6)固定在外框架(2)内侧壁；下负曲率模具(9)安装在上负曲率模具(5)正下方，并安装在支撑部件支撑座(10)上，支撑部件支撑座(10)焊接在外框架(2)底部；上负曲率模具(9)与成型部件滑块滑轨(8)一端通过螺栓连接，正曲率模具(7)与成型部件滑块滑轨(8)通过螺栓相连，从而使正曲率模具(7)能在成型部件滑块滑轨(8)上水平移动。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，正曲率模具和负曲率模具采用一体成型或分块成型，采用等周长设计原则，同一高度截面上正负曲率长度相等。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，负曲率模具和工作平台、负曲率模具和正曲率模具相对固定的连接方式采用螺栓固定、卡槽固定或磁性固定。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，上负曲率模具(5)的材质为不锈钢或高合金钢；

正曲率模具(7)为橡胶或尼龙材质。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，负曲率模具负曲率部分具有强透气性，优选为蜂窝状、条状或点状。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，上负曲率模具(5)，正曲率模具(7)和下负曲率模具(9)可跟换设置，曲率根据织物负曲率型面的曲率设置；

上负曲率模具(5)，正曲率模具(7)和下负曲率模具(9)设置多组，组数根据织物负曲率型面的个数确定。