[发明专利]一种用于船舶的碳纤维复合螺旋桨及其制备方法

权利要求书

1.一种用于船舶的碳纤维复合螺旋桨，其特征在于，碳纤维复合螺旋桨包括一个金属轮毂和安装在金属轮毂上的四个碳纤维复合桨叶，金属轮毂的外圈设有四个安装卡槽，四个安装卡槽沿着圆周分设在40度、140度、220度和320度位置，碳纤维复合桨叶设有与安装卡槽相对应的安装凸起，金属轮毂与碳纤维复合桨叶之间通过安装卡槽与安装凸起装配并附加黏胶层，使得两者固定连接；碳纤维复合桨叶由预制体和树脂基体复合而成，预制体是在预制体模具上，采用铺缝织物层层叠加铺贴而成的，预制体的厚度是渐变的，最厚的区域300-500mm，最薄的区域10-50mm，树脂基体采用不饱和聚酯树脂TM182与EH031环氧树脂按1:9的重量百分比比例混合而成；安装卡槽呈T字型，由纵向槽和横向槽垂直拼接而成，其中横向槽的两端设有向内倾斜的倒角；安装凸块的底部加设了一条支撑条，支撑条呈圆弧状，与金属轮毂的外形相匹配。

2.根据权利要求1所述的一种用于船舶的碳纤维复合螺旋桨，其特征在于，所述的铺缝织物是在基布上采用缝纫线按照预制体模具形状而缝制的铺缝织物，所述的基布采用玻璃纤维布，缝纫线采用可熔尼龙线。

3.根据权利要求1所述的一种用于船舶的碳纤维复合螺旋桨的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：a、制备铺缝织物，根据所需要制备的碳纤维复合桨叶的大小，将预先设计好的铺缝路径图导入到铺缝机器里，将基布放在铺缝机器的平台上并固定，调节铺缝机器铺缝针距与速度，运行铺缝机器，完成铺缝织物的制作，在铺缝机器上安装纤维线轴和缝纫线线轴，调节铺缝机器铺缝针距为3-8mm，调节车速每分钟500-800针；b、将铺缝织物的基布去除，裁剪铺缝织物使其边缘与织物边缘有5-15mm余量，利用加热的方式使得基布与铺缝织物分离，具体来说将裁剪完基布的铺缝织物放在金属铁板上，调节手动加热设备的温度为高于缝纫线熔点温度的80-150℃，控制手动加热设备与基布的距离为10-30mm之间，利用手动加热设备的瞬时温度，使基布表面的缝纫线熔融断裂，让基布与织物分离；c、预制体的制备，将去掉基布的铺缝织物铺贴在预制体模具上，每铺贴一片铺缝织物，就通过加热的方式定型铺缝织物一次，铺缝织物铺贴完毕，预制体制作完成并密封保存；d、树脂转移模塑成型处理，将预制体放入模具中并合模，当模具升温至30-50℃开始注胶，注胶结束按照树脂固化制度给模具升温，固化结束模具降温，待模具降温至30-40℃，开始脱模，完成碳纤维复合桨叶的制作；e、金属轮毂与碳纤维复合桨叶的装配和胶接，在金属轮毂胶接区域铺贴胶膜，放置加压气囊和夹紧工装，给加压气囊加压，并在一定温度下，完成金属轮毂与的碳纤维复合桨叶胶接，获得碳纤维复合螺旋桨。

4.根据权利要求3所述的一种用于船舶的碳纤维复合螺旋桨的制备方法，其特征在于，c步骤中，利用丙酮清理模具表面，在预制体模具上按照拟定的铺缝织物顺序铺贴铺缝织物，每层铺缝织物铺贴完毕之后，在高于缝纫线熔点20-30℃的温度下定型铺缝织物，定型时间为0.5-1h。

5.根据权利要求3所述的一种用于船舶的碳纤维复合螺旋桨的制备方法，其特征在于，e步骤中，加热金属轮毂至30-50℃，给加压气囊加压1-3bar，并在100-130℃下，完成金属轮毂与复合材料叶片的胶接，并利用无损检测设备检测碳纤维复合材料螺旋桨质量。