一种轻质高强的纤维复材制造技术

本实用新型专利技术涉及一种轻质高强的纤维复材，其特征在于：所述的纤维复材最外层为纤维复材布包裹，内部包括空腔和由纤维复材布构成的加强筋，其中加强筋由纤维复材布构成，起到连接纤维复材外壁与空腔的作用，所述空腔位于加强筋彼此之间或者加强筋与纤维复材外壁之间，且在至少一个空腔内填充有高能胶。本实用新型专利技术所述的轻质高强的纤维复材，具有质量轻、强度高的特点；由于结构中加入了高能胶这种热自膨胀材料，免除了传统模压的压机，从而极大节省设备的投入，降低了生产成本，且制品的抗弯强度可提高15‑30％，同时还具有提升制品的减震性能的效果，产品具有很高的性价比，具有广泛运用的价值。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及复合材料，尤其是一种轻质高强的纤维复材。
技术介绍
随着“节能环保”越来越成为了广泛关注的话题，轻量化也广泛应用到复合材料成型领域。以汽车的轻量化为例，其定义为在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。实验证明，若汽车整车重量降低10％，燃油效率可提高6％—8％；汽车整备质量每减少100公斤，每一百公里油耗可降低0.3—0.6升；汽车重量降低1％，油耗可降低0.7％。当前，由于环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。可见，材料的轻量化具有深远的研究意义。材料的轻量化从最初的以铝合金取代高强钢，到后来的镁合金，后来又出现了玻璃纤维复材、碳纤维复材、夹心复材、夹心加强筋复材等。例如技术专利CN205073622U公开了一种高强度碳纤维羽毛球拍，采用碳纤维制成，在拍杆外表面沿轴线方向设有螺旋状的杆部加强筋，这种结构只能运用于已经形状固定的产品的外表面局部，不仅强度增加的作用有限，且不具有广泛运用其他产品的意义。
技术实现思路
本技术所要解决的问题是克服现有技术存在的不足，尝试提供一种轻质高强的纤维复材，利用该复材为原料，可制成各种不同的产品，由于该材料可大量运用于材料成型领域，且不受产品外形的限制，故本技术所述的轻质高强的纤维复材，不仅可以大幅提升产品的强度，而且具有广泛运用的价值。本技术所述的轻质高强的纤维复材最外层为纤维复材布包裹，内部包括由纤维复材布构成的加强筋和空腔，其中加强筋由纤维复材布构成，起到连接纤维复材外壁与空腔的作用，所述空腔位于加强筋彼此之间或者加强筋与纤维复材外壁之间，且在至少一个空腔内填充有高能胶。由于采用空腔结构，且在至少一个所述的空腔内填充有高能胶，所以同样尺寸的制件，由本技术所述的轻质高强的纤维复材制成的制件其质量更轻，且强度仍有保证。本技术所述的轻质高强的纤维复材含有高能胶，由于加入了高能胶这种热自膨胀材料，所以本技术所述的轻质高强的纤维复材在加工过程中，不需要使用传统模压的压机；同时以本技术所述的轻质高强的纤维复材作为原材料，在制品加工过程中，利用高能胶受热过程中膨胀产生内挤压力，替代了传统模压的压机，极大节省设备的投入。本技术所述的轻质高强的纤维复材，在同样强度要求的前提下，可以节省纤维复材布的用量12-18％，降低了生产成本，提高性价比。经检测，本技术所述的轻质高强的纤维复材可提高制品15-30％的抗弯强度，同时还具有提升制品的减震性能的效果。本技术所述的轻质高强的纤维复材，其制备过程如下：第一步，按结构设计规格尺寸，裁切纤维复材布、高能胶整理好待用；第二步，铺层预型，铺层顺序，按照所设计的结构包裹预型的制品；第三步，将预型好的制品，放入模具腔内，上下合模锁紧；第四步，对模具进行加热至140-170℃，维持10-60min，致使复合材料内的树脂完全固化成型。第五步，冷却模具，开模取出制品，获得轻质高强，外观光滑饱满的纤维复材。其中所述纤维复材布，可以是碳纤维复材布、玻璃纤维复材布，凯芙拉纤维复材布，或者是三者配合使用。其中所述纤维复材布层数，可以是单层也可以是多层复合，根据力学强度要求而定。其中所述高能胶，是指受热膨胀材料，其启动膨胀温度60-230℃，膨胀前后体积倍率1-50倍，膨胀后产生的压力范围0.1-20MPa。膨胀材料受热膨胀后对周围纤维复材布产生压力，使纤维复材布层间结合更加紧密，成型后高能胶邵氏硬度为60-80，进而提高制品强度。具体方案如下：一种轻质高强的纤维复材，所述的纤维复材最外层为纤维复材布包裹，内部包括由纤维复材布构成的加强筋和空腔，其中加强筋由纤维复材布构成，起到连接纤维复材外壁与空腔的作用，所述空腔位于加强筋彼此之间或者加强筋与纤维复材外壁之间，且在至少一个空腔内填充有高能胶。进一步的，所述纤维复材为圆管，方管，或多边形管。进一步的，所述空腔的数量大于等于2。进一步的，所述纤维复材布为碳纤维复材布、玻璃纤维复材布，凯芙拉纤维复材布中的至少一种。进一步的，所述纤维复材布为单层或多层复合。具体的，本专利技术可以是以下几种结构但不限于此：所述加强筋位于纤维复材的中心纵切面，由纤维复材布组成，高能胶填充于加强筋与纤维复材外壁构成的空腔。所述的纤维复材包含两条构成纤维复材纵切面的加强筋，且两条加强筋所在的平面彼此平行，在两个加强筋之间形成的空腔内至少有一个腔填充有高能胶。所述的纤维复材包含两条构成纤维复材纵切面的加强筋，且两条加强筋所在的平面彼此垂直，垂足位于纤维复材的中轴线，从而形成四个的腔体，在四个腔体内至少有一个腔填充有高能胶。所述的纤维复材的外形为长方体，且内部包含一个由加强筋构成的小长方体，两个长方体的四个侧面彼此平行，两个长方体的四条侧棱由加强筋构成的平面彼此相连，从而形成四个梯形腔体环绕形成一个长方形腔体的五腔结构，至少有一个腔填充有高能胶。所述的纤维复材的外形为正六棱柱，加强筋连接轴线和6条侧棱，构成6个正三棱柱形腔体，在6个正三棱柱形腔体内至少有一个腔填充有高能胶。所述的纤维复材的外形为直棱柱，外壁包含有6个侧面，内部包含一个由加强筋构成的小直棱柱，两个直棱柱的6个侧面彼此平行，两个直棱柱的6条侧棱由加强筋构成的平面彼此相连，从而形成6个梯形腔体环绕形成一个六边形腔体的七腔结构，在6个梯形腔体内至少有一个腔填充有高能胶。有益效果：本技术所述的轻质高强的纤维复材，具有质量轻、强度高的特点；由于结构中加入了高能胶这种热自膨胀材料，免除了传统模压的压机，简化了成型过程，缩短成型周期，从而极大节省设备的投入和人力投入；由于节省了纤维复材布的用量12-18％，从而降低了生产成本，且制品的抗弯强度可提高15-30％，同时还具有提升制品的减震性能的效果，产品具有很高的性价比，具有广泛运用的价值。附图说明图1是本技术实施例1提供的轻质高强的纤维复材的结构示意图；图2是本技术实施例2提供的轻质高强的纤维复材的结构示意图；图3是本技术实施例3提供的轻质高强的纤维复材的结构示意图；图4是本技术实施例4提供的轻质高强的纤维复材的横截面示意图；图5是本技术实施例5提供的轻质高强的纤维复材的横截面示意图；图6是本技术实施例6提供的轻质高强的纤维复材的横截面示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术技术方案作进一步阐述，本实施方式可具有不同的形式并且不应被理解为限于在此阐述的说明。文中相同的附图标记始终代表相同的元件，相似的附图标记代表相似的元件。实施例1：一种轻质高强的纤维复材，所述的纤维复材为对称结构，其最外层为纤维复材布包裹形成的两端开口结构，内部包括由纤维复材布构成的加强筋和空腔，其中加强筋由纤维复材布构成，起到连接纤维复材外壁与空腔的作用，所述空腔位于加强筋彼此之间或者加强筋与纤维复材外壁之间，且在至少一个空腔内填充有高能胶。之间形成空腔，且在至少一个所述的空腔内填充有高能胶。如图1所示，该纤维复材的外形为纤维复材布1包裹形成圆柱体，内部有一个由纤维复材布构成的加强筋11，位于圆柱体的中心纵切面，高能胶2填充于加强筋11与圆柱体外壁构成的半圆柱体空腔。图1为其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轻质高强的纤维复材，其特征在于：所述的纤维复材最外层为纤维复材布包裹，内部包括由空腔和纤维复材布构成的加强筋，其中加强筋由纤维复材布构成，起到连接纤维复材外壁与空腔的作用，所述空腔位于加强筋彼此之间或者加强筋与纤维复材外壁之间，且在至少一个空腔内填充有高能胶。

【技术特征摘要】
1.一种轻质高强的纤维复材，其特征在于：所述的纤维复材最外层为纤维复材布包裹，内部包括由空腔和纤维复材布构成的加强筋，其中加强筋由纤维复材布构成，起到连接纤维复材外壁与空腔的作用，所述空腔位于加强筋彼此之间或者加强筋与纤维复材外壁之间，且在至少一个空腔内填充有高能胶。2.根据权利要求1所述的轻质高强的纤维复材，其特征在于：所述纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡锦云，官江全，谢容泉，李步龙，
申请(专利权)人：厦门市豪尔新材料股份有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35