[发明专利]一种多曲面纤维布预制件的缝合方法

说明书

本发明公开了一种多曲面纤维布预制件的新型方法，所述缝合方法包括以下步骤：一、裁剪纤维布；二、铺叠纤维布；三、单元模块缝合，制得单元模块；四、叠加缝合，得到多曲面纤维布预制件半成品；五、穿刺缝合，得到多曲面纤维布预制件。本发明中的缝合方法生产成本低，效率高，易于操作和适应工业化，缝合制得的预制件力学性能强、层间强度高。

技术领域

本发明属于纤维布预制件制造方法的技术领域，尤其涉及一种多曲面纤维布预制件的缝合方法。

背景技术

随着科技的日益发展进步，航空、航天领域用复合材料的要求也越来越高，轻质、高强、透波、隐身、隔热、耐烧蚀。预制件作为上述复合材料的增强材料，重要作用日益突出。目前预制件制造主要采用立体编织的缝合方法，常用的是采用2.5D编织，2.5D法向加纱编织，3维多向编织，纤维布穿刺缝合，纤维毡穿刺，纤维布和纤维毡叠层穿刺缝合等方式。但是一般的编织工艺所用时间长，大部分都靠人工完成，耗费大量的人力；且在编织的过程中对纤维的损伤大，导致产品力学性能下降；操作人员的技术熟练程度，操作时的个体差异，也会对产品的性能造成影响。除此之外，纤维布穿刺缝合层间连接方式单一，当复合材料产品的上下(内外)表面被加工后，层间缺少连续纤维连接，产品层间性能下降；纤维毡穿刺预制件的复合材料制品由于没有连续纤维增强，因此强度低、易开裂，复合材料产品不同部位密度随产品厚度的增加密度变化范围也越大；纤维布和纤维毡叠层穿刺缝合也存在复合材料产品加工后层间强度降低的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中预制件的缝合方法所需劳动成本高，缝合技术参差不齐，缝合技术不到位造成的预制件力学性能下降和纤维布层间缺少连续纤维导致层间强度降低的问题，提供一种生产成本低，效率高，易于操作和适应工业化，缝合制得的预制件力学性能强和层间强度高的预制件的缝合方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，提供一种多曲面纤维布预制件的缝合方法，所述缝合方法包括以下步骤：

一、裁剪：根据预制件模具形状设计纤维布的单元尺寸并进行裁剪；

二、铺叠：将在步骤一中裁剪所得的n层纤维布逐层铺叠在模具上，每层纤维布的接口位置相互错开；

三、单元模块缝合：用缝合线对步骤二中铺叠所得的各层纤维布进行叠加缝合，得到单元模块；

四、叠加缝合：将步骤三中缝合所得的m个单元模块进行叠加缝合，缝合时采用缝合线重复将第m-2，第m-1，第m个单元模块的3n层纤维布进行缝合，得到多曲面纤维布预制件半成品；

五、穿刺缝合：将步骤四中叠加缝合所得的多曲面纤维布预制件半成品采用迂回贯穿的方式进行缝合，得到多曲面纤维布预制件。

优选地，所述步骤二中的n＝2-8。

优选地，所述步骤三中的缝合采用锯齿交叉式进行走线，针距为3～50mm。

优选地，所述步骤四中的m＝3-60。

优选地，所述步骤五中的缝合的针距为2-55mm。

优选地，所述步骤五中的刺入角度为1-45°。

优选地，所述纤维布为石英纤维、氧化铝纤维、碳纤维、碳化硅纤维、高硅氧纤维或氮化硼纤维。

优选地，所述缝合线为石英纤维缝合线、氧化铝纤维缝合线、碳纤维缝合线、碳化硅纤维缝合线、高硅氧纤维缝合线、氮化硼纤维缝合线。

与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：本发明采用纤维布逐层缝合，增强了纤维布层间强度，充分发挥了纤维布的高强度、结构稳定等性能；单元模块的叠加缝合及多曲面纤维布预制件半成品的穿刺缝合不仅提高了预制件力学性能，也在很大程度上缩短了预制件的制备周期，降低了生产成本；且该缝合方法易于操作，适应工业化。