PMI泡沫夹芯碳纤维复合材料工程车臂架。本实用新型专利技术的PMI泡沫夹芯碳纤维复合材料工程车臂架包括PMI泡沫芯层，以及外表面包覆的碳纤维增强树脂层蒙皮。本实用新型专利技术产品强度高，重量轻，易于维护。使用本实用新型专利技术，有利于简化制造复合材料臂架的工装及工艺过程，缩短生产周期，降低生产成本。本实用新型专利技术使用碳纤维材料作为臂架的蒙皮，通过PMI泡沫芯材代替现有技术中的芯模或者气囊，利用PMI泡沫芯材的高耐温性、高压缩强度、重量轻、易加工等优点，对碳纤维层成型起到了辅助作用，在降低生产成本、缩短生产周期的同时，提高了臂架的精度和失稳强度及破坏强度。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】PMI泡沫夹芯碳纤维复合材料工程车臂架。本技术的PMI泡沫夹芯碳纤维复合材料工程车臂架包括PMI泡沫芯层，以及外表面包覆的碳纤维增强树脂层蒙皮。本技术产品强度高，重量轻，易于维护。使用本技术，有利于简化制造复合材料臂架的工装及工艺过程，缩短生产周期，降低生产成本。本技术使用碳纤维材料作为臂架的蒙皮，通过PMI泡沫芯材代替现有技术中的芯模或者气囊，利用PMI泡沫芯材的高耐温性、高压缩强度、重量轻、易加工等优点，对碳纤维层成型起到了辅助作用，在降低生产成本、缩短生产周期的同时，提高了臂架的精度和失稳强度及破坏强度。【专利说明】PM I泡沬夹芯碳纤维复合材料工程车臂架
本技术涉及一种工程车臂架，尤其是涉及一种聚甲基丙烯酰亚胺泡沫（PMI 泡沫）夹芯碳纤维复合材料工程车臂架。
技术介绍
臂架是以混凝土泵车、消防救援车为代表的工程车的关键构件之一，其安全性、可 靠性和先进性是决定工程车核心竞争力的关键。目前，工程车臂架多使用高强钢制造，重量 较大，对车架、底盘要求较高，油耗很大，机动性较差；同时，工程车臂架作业工况始终处于 动载作用下，臂架结构各部件间还存在着耦合作用，易因疲劳破坏出现局部变形、开裂等问 题；另外，工程车的作业环境恶劣，易发生腐蚀问题。 由于金属臂架存在的以上诸多问题，现有多家研宄机构和企业提出了使用碳纤维 复合材料替代金属制造工程车臂架的方法。 中国专利201010524104. 4公开了一种制作混凝土泵车用碳纤维臂架的方法，设 有芯模，芯模为中空结构，芯模表面镂空，覆盖一层真空镀膜，制造碳纤维臂架的原材料放 在真空膜表面，上模及下模合在芯模上，上模及下模合模位置用螺栓紧固，上模及下模被真 空膜包覆，两端与芯模上的真空膜两端密封在一起，真空膜上设有抽气孔，整个模具放入热 压罐内，利用压缩空气加压，用电加热管进行加热固化成型。这种制造方法需要加工芯模， 模具制造成本投入大，还需要模具维护、维修费用。另外，模具制作时间长，维修难度大，耗 时长，且在生产过程中需要抽模；这三个方面的因素，延长了臂架的制作总耗时。 中国专利201210232251. 3公开了一种碳纤维复合材料臂架的制作方法：向可伸 缩气囊中充气，形成具有第一状态的气囊，在其外表面铺放碳纤维预浸料，获取第一过渡组 件；将第一过渡组件放入箱型模具内部，向具有第一状态的气囊内部充气，对碳纤维预浸料 进行压缩定型，获取第二过渡组件；将第二过渡组件进行升温固化，固化后冷却脱模获取碳 纤维臂架。这种制作方法，由于第一过渡组件通过充气挤压得到第二过渡组件，前后尺寸发 生了变化，那么要得到第二过渡组件的尺寸，就必须要对第一过渡组件的用量、尺寸包括伸 缩性能进行精确地预估，该项预估难以准确，造成最终臂架尺寸难以符合设计要求。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种生产 成本低，产品重量轻，刚性好，制作周期短，易加工的PMI泡沫夹芯碳纤维复合材料工程车 臂架。 本技术解决其技术问题所采用的技术方案是： 本技术之PMI泡沫夹芯碳纤维复合材料工程车臂架，包括PMI泡沫芯层，所述 PMI泡沫芯层外表面包覆有碳纤维增强树脂层蒙皮。 进一步，所述PMI泡沫芯层由横截面呈"回"字形的PMI泡沫矩形管构成，所述横 截面呈"回"字形的PMI泡沫矩形管由横截面呈"一"字形PMI泡沫条和横截面呈"凹"字形 泡沫条粘合而成。 进一步，所述横截面呈"一"字形PMI泡沫条和横截面呈"凹"字形泡沫条的密度 彡60 kg/m3、压缩强度彡0. 8 MPa、热变形温度彡150°C，130°C的压缩强度大于0. 4 MPa。 进一步，所述碳纤维增强树脂层由碳纤维丝束构成，所述碳纤维丝束的纵向拉伸 强度彡1800 MPa，纵向拉伸模量彡llOGpa。 本技术之聚甲基丙烯酰亚胺泡沫夹芯碳纤维复合材料工程车臂架的制造方 法，包括如下步骤： (1)将PMI泡沫块加工成横截面呈"一"字形的PMI泡沫条和横截面呈"凹"字形 的PMI泡沫条，横截面呈"凹"字形的PMI泡沫条的上部中央位置开有凹槽； (2)将横截面呈"一"字形的PMI泡沫条粘接于横截面呈"凹"字形的PMI泡沫条 顶部，形成横截面呈"回"字形的PMI泡沫矩形管； (3)制作一根矩形钢管，所述矩形钢管的外径尺寸与横截面呈"回"字形的PMI泡 沫矩形管的内径尺寸相适应； (4)将矩形钢管插入PMI泡沫矩形管中； (5)将插有矩形钢管的PMI泡沫矩形管置于在纤维缠绕机的夹具上，通过纤维缠 绕机将浸渍了树脂的碳纤维丝束环形缠绕在PMI泡沫矩形管的外表面，形成碳纤维增强树 脂层蒙皮； (6)在碳纤维增强树脂层外表面依次包覆离型膜、透气毡，然后通过真空袋进行密 封，并对真空袋抽真空，然后置于热压罐中，通过加热加压方式实现固化成型，冷却至常温 后，将矩形钢管从PMI泡沫矩形管中抽出，即得到以碳纤维增强树脂层为蒙皮，PMI泡沫为 芯层的臂架。 进一步，所述步骤（1)中，截面呈"一"字形的PMI泡沫条和截面为"凹"字形的泡 沫条可由木工加工设备加工而成，横截面呈"凹"字形的PMI泡沫条的上部中央位置的凹槽 由数控铣床加工而成。 进一步，所述步骤（2)中，将横截面呈"一"字形的PMI泡沫条和横截面呈"凹"字 形的PMI泡沫条粘接固连时，可采用以下两种方法中的一种： ( i )使用粘接剂(如环氧树脂胶)，实现横截面呈"一"字形的PMI泡沫条和横截面 呈"凹"字形的PMI泡沫条的粘接固连； (ii)在横截面呈"一"字形的PMI泡沫条和横截面呈"凹"字形的PMI泡沫条的粘 接面上覆盖半固化片，将横截面呈"一"字形的PMI泡沫条和横截面呈"凹"字形的PMI泡 沫条进行加热加压，压强〇. 15-0. 6MPa (优选0. 25-0. 4 MPa)，加热温度为60-135°C (优选 120-130°C)，加热时长为0. 5-4h (优选l-2h)，实现粘接。 进一步，所述步骤（3)中，所述矩形钢管也可用实心矩形钢条替代。 进一步，所述步骤（5)中，纤维缠绕机的抽纱速度为10-20m/min，张力为10-20N。 进一步，所述步骤（6)中，对真空袋抽真空至真空度为-0. 098 MPa。 进一步，所述步骤（6)中，通过加热加压方式实现固化成型时，升温速度为2_3°C / min，固化温度为115-135°C，保温时间为1-5小时(优选1. 2-2小时)，压强为0. 15-0. 6MPa (优选 〇? 2-0. 4 MPa)。 进一步，所述步骤（6)中，当固化成型的压强要求小于0. 1 MPa时，热压罐可用烘 箱替代，通过烘箱直接加热固化，固化温度为115-135°C，加热时间为1-5小时(优选1. 2-2 小时)。 本技术产品强度高，重量轻，易于维护。使用本技术，有利于简化工装，缩 短生产周期，降低生产成本。本技术使用碳纤维材料作为臂架的蒙皮，通过PMI泡沫芯 材代替现有技术中的芯模或者气囊，利用PMI泡沫芯材的高耐温性、高压本文档来自技高网...
【技术保护点】
PMI泡沫夹芯碳纤维复合材料工程车臂架，其特征在于，包括PMI泡沫芯层，所述PMI泡沫芯层外表面包覆有碳纤维增强树脂层蒙皮。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊，黎孟阳，马晓雄，
申请(专利权)人：湖南兆恒材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43
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