【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及先进复合材料制造，尤其涉及航空器、航天器、汽车行业中的压力容器制造，具体涉及一种通过滚塑成型的碳纤维增强复合材料贮氢瓶的塑料内胆及其制备方法。
技术介绍
1、氢能以其零排放的特点被认为是汽车的终极能源，伴随氢燃料电池和电动汽车的迅速发展与产业化。氢燃料电池汽车(fcv)以其零排放的特点成为未来汽车的发展趋势，用于存储高压氢气的储氢气瓶是燃料电池汽车必不可少的关键零部件之一。
2、国内外车用储氢瓶的类型主要以铝内胆纤维缠绕(ⅲ型)和塑料内胆纤维缠绕(ⅳ型)为主，并朝着轻量化、高压力、大容量的发展方向。其中ⅳ型瓶和ⅲ型瓶相比具有轻量化、高压力、高储氢密度、长寿命的优势，是未来的重点发展方向。
3、内胆在ⅳ型气瓶中起密封作用，是至关重要的气密性结构。目前的工艺中大多使用注塑工艺成型这类零件，内胆材质一般为pa或者pe。
4、现有技术中使用注塑工艺成型ⅳ型气瓶内胆的缺点主要有以下两个方面：
5、1、成型工艺：注塑工艺是成本较低，运用也较为广泛的内胆成型方式，由于注塑工艺不能成型中空部件，所以注塑工艺必须配合后续的焊接工序，才能成型内胆，但内胆焊接处的气密性和强度难以得到保障，带来了焊接良品率低的问题；
6、2、密封结构：ⅳ型气瓶需要考虑内胆端头的金属嵌件与塑料内胆之间的密封，密封结构不仅需要耐高低温、耐高压力，而且在跌落试验、疲劳试验中不能失效，目前的金属嵌件是在通过注塑工艺完成内胆成型后，采用胶接的方式与内胆相连，胶接处易出现脱粘、漏气等缺陷，金属嵌件与塑料之间
技术实现思路
1、本专利技术针对上述问题，提供一种通过滚塑成型的碳纤维增强复合材料贮氢瓶的塑料内胆及其制备方法。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种通过滚塑成型的碳纤维增强复合材料贮氢瓶的塑料内胆，其包括塑料内胆主体和位于所述塑料内胆主体的端头的金属嵌件；所述塑料内胆主体和所述金属嵌件通过滚塑工艺整体一次成型。
4、进一步地，所述金属嵌件上设有限位槽，所述限位槽包括轴向限位圈和周向限位孔，分别用于限制金属嵌件的轴向承压和周向转动。
5、进一步地，在所述滚塑工艺的塑料熔体成型过程中，在金属嵌件的限位槽处形成机械互锁结构，保证内胆与金属嵌件之间连接结构的气密性。
6、一种碳纤维增强复合材料贮氢瓶的塑料内胆的制备方法，包括以下步骤：
7、将金属嵌件置于滚塑工艺的模具型腔中相应位置并固定，将合适质量的树脂粉体投入模具中，闭模；
8、转动模具，升温至树脂熔化并达到最佳流动温度后开始保温，直至树脂均匀涂覆在模具内型腔；
9、对模具进行降温并脱模，得到滚塑成型的塑料内胆主体和金属嵌件，其中金属嵌件在其限位槽处与塑料内胆主体形成机械互锁结构。
10、进一步地，所述金属嵌件上的限位槽包括轴向限位圈和周向限位孔，分别用于限制金属嵌件的轴向承压和周向转动。
11、进一步地，在所述保温及所述降温的过程中模具保持高速旋转状态以保证树脂熔体在模具内腔表面均匀分布。
12、进一步地，所述降温是先进行自由降温，然后进行风冷降温，避免因降温过快导致内胆发生形变及内应力的不完全释放。
13、进一步地，通过所述降温，使模具温度达到60℃以下后拆下模具嵌件并喷水冷却模具两端，最后拆卸模具两端封头以完成脱模。
14、本专利技术与现有技术相比，具有以下几个优势：
15、(1)与传统注塑成型方法相比，滚塑成型可以实现塑料内胆筒段的整体一次成型，避免出现焊接处漏气、强度不足的缺陷；
16、(2)滚塑成型在实现塑料内胆筒段的整体一次成型的同时，还可以实现金属嵌件在内胆成型过程中的无胶同步连接，避免了二次胶接易出现的气密性不足和脱粘的问题，内胆与金属嵌件形成机械互锁结构，连接稳定牢靠，这是注塑工艺所无法实现的。
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1.一种通过滚塑成型的碳纤维增强复合材料贮氢瓶的塑料内胆，其特征在于，包括塑料内胆主体和位于所述塑料内胆主体的端头的金属嵌件；所述塑料内胆主体和所述金属嵌件通过滚塑工艺整体一次成型。
2.根据权利要求1所述的通过滚塑成型的碳纤维增强复合材料贮氢瓶的塑料内胆，其特征在于，所述金属嵌件上设有限位槽，所述限位槽包括轴向限位圈和周向限位孔，分别用于限制金属嵌件的轴向承压和周向转动。
3.根据权利要求2所述的通过滚塑成型的碳纤维增强复合材料贮氢瓶的塑料内胆，其特征在于，在所述滚塑工艺的塑料熔体成型过程中，在金属嵌件的限位槽处形成机械互锁结构，保证内胆与金属嵌件之间连接结构的气密性。
4.一种碳纤维增强复合材料贮氢瓶的塑料内胆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述金属嵌件上的限位槽包括轴向限位圈和周向限位孔，分别用于限制金属嵌件的轴向承压和周向转动。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述保温及所述降温的过程中模具保持高速旋转状态以保证树脂熔体在模具内腔表面均匀分布。
...【技术特征摘要】
1.一种通过滚塑成型的碳纤维增强复合材料贮氢瓶的塑料内胆，其特征在于，包括塑料内胆主体和位于所述塑料内胆主体的端头的金属嵌件；所述塑料内胆主体和所述金属嵌件通过滚塑工艺整体一次成型。
2.根据权利要求1所述的通过滚塑成型的碳纤维增强复合材料贮氢瓶的塑料内胆，其特征在于，所述金属嵌件上设有限位槽，所述限位槽包括轴向限位圈和周向限位孔，分别用于限制金属嵌件的轴向承压和周向转动。
3.根据权利要求2所述的通过滚塑成型的碳纤维增强复合材料贮氢瓶的塑料内胆，其特征在于，在所述滚塑工艺的塑料熔体成型过程中，在金属嵌件的限位槽处形成机械互锁结构，保证内胆与金属嵌件之间连接结构的气密性。
4.一种碳纤维增强复合材料贮氢瓶的...
【专利技术属性】
技术研发人员：王希，陈超，张帅，刘秀，秦磊，倪敏轩，郭长龙，杨可馨，范启阳，
申请(专利权)人：海鹰空天材料研究院苏州有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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