[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

说明书

本发明为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。包括如下步骤：(1)固定安装下负曲率模具，在下负曲率模具上设置可水平移动、呈镜像对称的正曲率模具；(2)在正曲率模具上制备纤维预制体的一层；(3)将正曲率模具水平移出；(4)通过上负曲率模具对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，单层负曲率织物制备完成；(5)重复步骤2‑4，直至负曲率多层织物制备完成。本发明解决了原正负曲率转换工艺操作复杂，制备时间长，生产成本高的现象，达到了织物多层、多密度、高型面精度的制备要求，降低了生产成本，缩短了制备周期，提高了竞争力。

技术领域

本发明属于复合材料领域，具体涉及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。

背景技术

目前异型多层结构立体织物在隔热、透波复合材料应用越来越广泛。但目前异形多层结构立体织物是根据其使用要求，按照正曲率型面制备，在预制体后期复合过程中，再将正曲率预制体转换至负曲率预制体，其生产成本高、但其制备周期长、难以保证织物的型面精度要求。

发明内容

本发明的目的在于提供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，解决了目前负曲率型面预制体生产成本高、制备周期长的问题，保证了其高型面精度要求。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种具有负曲率型面的异型多层立体织物制备方法，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，步骤(2)每层体积密度为0.3-0.9g/cm³。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

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，包括液压缸(1)，外框架，负压部件悬梁，负压部件支撑架，上负曲率模具，负压部件滑块滑轨，正曲率压合模具，正曲率模具，成型部件滑块滑轨，下负曲率模具和支撑部件支撑座；