[发明专利]一种二次成型的碳纤维复合材料螺旋桨制作方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种碳纤维复合材料螺旋桨的制作方法，特别涉及一种二次成型的碳纤维复合材料螺旋桨制作方法。

背景技术

船用螺旋桨长期以来一直以金属材料为主，较少考虑材质对螺旋桨性能的影响。金属材料具有硬度大、变形小、屈服强度高等特征，是被长期认可的原因。但同时也存在较多不利因素，如阻尼性能较差，水噪声大；重量大，容易引起传动轴的振动；易出现空泡腐蚀和诱发疲劳裂纹等等。与传统的金属螺旋桨相比，复合材料螺旋桨特别是碳纤维复合材料螺旋桨，比强度高、比模量大、抗疲劳、低振动、低噪音、轻质高效、耐海水腐蚀、易维修、寿命长等优点，这些都给纤维增强复合材料螺旋桨在今后的使用带来了巨大的潜力，特别国防、军事应用领域显得尤为突出，大大的提高了船舰的“隐身”性能，被许多国家列为重点发展的国防技术。

在国外，复合材料螺旋桨特别是碳纤维复合材料螺旋桨，应用方面已初见成效。在军用方面，意大利的黑鲨鱼雷螺旋桨、美国的 MK54鱼雷螺旋桨、德国 206A 潜艇螺旋桨等均采用碳纤维增强复合材料制造，且已达到实用化程度；在民用方面，瑞典Propulse AB制作的螺旋桨是由一个金属桨毂和若干个可替换复合材料桨叶组合而成，适合于功率为20-300hp的发动机，一经试用，市场反响良好。复合材料螺旋桨特别是碳纤维复合材料螺旋桨，在国外已成功装配于超级游艇或舰船，螺旋桨的耗燃量减少了近10%，但国内还未有成熟的复合材料螺旋桨的制作方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理，二次成型的碳纤维复合材料螺旋桨制作方法。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本发明是一种二次成型的碳纤维复合材料螺旋桨制作方法，其特点是，其步骤如下，

     1.准备工作：

     1.1模具的选用及处理：

     1.1.1模具的选用：模具分为上下模，上下模均采用金属模具；

     1.1.2模具的处理：先用软质材料的布擦除模具表面的灰尘和油渍，在干净模具的表面均匀打蜡，打蜡至少2-4遍，在打好蜡的模具上均匀喷涂胶衣树脂，备用；

     1.2材料的选用及处理：

     1.2.1增强材料的选用：选用抗冲击性及浸润性好的纤维布、连续毡、针织短切毡或复合毡；

     1.2.2树脂的选用：选用刚性好、低粘度、低收缩、浸润性好的环氧树脂；

     1.2.3材料的预处理：将增强材料与树脂经过涂膜、热压、冷却、覆膜、卷取加工制成碳纤维预浸料；

     2.螺旋桨桨毂的复合成型：先用机械加工的方法制造金属桨毂，将加工好的金属桨毂擦干净，再进行粘接表面喷丸处理，将碳纤维预浸料包覆于经过喷丸处理后的金属桨毂上，用胶带捆扎，将捆扎好的复合桨毂放入烘箱内固化，固化1-2小时，出炉，去掉胶带后打磨，备用；

    3.螺旋桨的复合成型：将复合成型的桨毂作为镶嵌件放置在螺旋桨金属模具的中心，定位，再进行螺旋桨整体铺层；

3.1 铺层前的准备：首先检查模具上喷的胶衣树脂是否处于凝胶状态，当胶衣树脂处于凝胶状态还没有完全固化时即可铺设增强材料，此时增强材料容易固定在模具内；

3.2 铺层：

第一层：作为螺旋桨的外观层，将形状、大小与螺旋桨一样的增强材料铺在模具底部，形成第一层增强材料，第一层增强材料的厚度为0.20mm；

第二层：作为螺旋桨的结构层，将形状与螺旋桨形状一样的增强材料按45o预先叠好，在第一层增强材料的基础上边沿缩小5-10mm，在第一层增强材料上喷上胶，将叠好的增强材料铺在第一层增强材料上，形成第二层增强材料，第二层增强材料的厚度为0.20mm；

第三层：作为螺旋桨的结构层，将形状与螺旋桨形状一样的增强材料按45o预先叠好，在第二层增强材料的基础上边沿缩小10-15mm，在第二层增强材料上喷上胶，将叠好的增强材料铺在第二层增强材料上，形成第三层增强材料，第三层增强材料的厚度为0.20mm；

第四层：作为螺旋桨的结构层，将形状与螺旋桨形状一样的增强材料按45o预先叠好，在第三层增强材料的基础上边沿缩小15-20mm，在第三层增强材料上喷上胶，将叠好的增强材料铺在第三层增强材料上，形成第四层增强材料，第四层增强材料的厚度为0.20mm；