[发明专利]一种仿形预制件针刺制备方法

说明书

本发明公开一种仿形预制件针刺制备方法，包括铺设层叠单元，在模具上依次包裹至少三层形成一个层叠单元；层叠单元包括纤维布层、三维纤维网套及网胎层；针刺所述层叠单元使得网胎层的短纤维与纤维网套层及纤维布层层间结合；重复铺设层叠单元；针刺至少相邻两层叠单元使得表层的层叠单元的网胎层的短纤维与该层叠单元的纤维网套层、纤维布层以及与该层叠单元相邻的并靠近模具一侧的上一所述层叠单元层间结合；重复铺设层叠单元及上述在相邻两层叠单元的针刺步骤，完成所有层叠单元的层间结合；脱模并对完成层间结合的半成品整体在厚度方向贯穿缝合，完成仿形预制件制备。解决现有技术中环向强度及生产效率较低等问题，实现提高环向强度及生产效率。

技术领域

本发明涉及航天航空天线防护技术领域，具体是一种仿形预制件针刺制备方法。

背景技术

航天航空领域的天线由于使用环境等因素，为了保护天线通常将天线设置在天线罩及天线盖板围设的空间内，天线罩及天线盖板需要采用透波材料制成并且具有一定的强度，天线罩及盖板通常由预制件再加工获得，天线罩预制件及天线盖板预制件通常由透波纤维编织或纤维布铺设后缝合而成，缝合之前为增加纤维布层与层之间的结合力，通常采用针刺工艺将网胎层的短纤维带入纤维布层中实现层间结合，增强层间抗剪切性能。

现有针刺工艺中通常采用三层作为一个基础单元进行针刺，三层包括纤维布层、纤维层和网胎层，由于预制件整体呈旋转曲面，纤维布为平面原料，平面纤维布需要铺设在模具表面，接头部位呈现断裂，环向强度无法保证，为了提高环向强度，纤维层采用连续纤维围绕模具环向缠绕形成在纤维布层表面，然后再在纤维层表面铺设网胎层，最后针刺贯穿三层。

尽管上述纤维层的设置解决了环向强度问题，但是由于绕制环向纤维的工艺耗费时间太长，占用了整个仿形预制件制备周期的一半以上，导致整个仿形预制件制备效率很低。

发明内容

本发明提供一种仿形预制件针刺制备方法，用于克服现有技术中环向强度低和生产效率低等缺陷，实现提高针刺仿形预制件的环向强度，并提高生产效率。

为实现上述目的，本发明提供一种仿形预制件针刺制备方法，包括以下步骤：

铺设层叠单元，包括：

在模具上依次包裹至少三层形成一个层叠单元；所述层叠单元包括纤维布层、三维纤维网套及网胎层；

针刺所述层叠单元使得网胎层的短纤维与纤维网套层及纤维布层层间结合；

重复铺设层叠单元；

针刺相邻两层叠单元使得表层的层叠单元的网胎层的短纤维与该层叠单元的纤维网套层、纤维布层以及与该层叠单元相邻的并靠近模具一侧的上一所述层叠单元层间结合；

重复铺设层叠单元及上述在至少相邻两层叠单元的针刺步骤，完成所有层叠单元的层间结合；

脱模并对完成层间结合的半成品整体在厚度方向贯穿缝合，完成仿形预制件制备。

本发明提供的仿形预制件针刺制备方法，铺设层叠单元时，可以先铺设纤维布层、然后再将纤维网套套设在纤维布层外表面，最后再将网胎层包裹在网胎层外表面；也可以先铺设网胎层、然后再将纤维网套套设在网胎层外表面，最后再将纤维布包裹在网胎层外表面；在铺设纤维布和网胎时将两端的头部交叉叠在一起，然后通过针刺在刺入或穿出层叠单元时，通过针刺上的刺将网胎层的短纤维带入纤维层和纤维网套层，完成层叠单元的层间结合；然后重复层叠单元的铺设，并通过针刺刺穿上一层叠单元和当前层叠单元，完成相邻两层叠单元的结合；重复上述层叠单元的铺设和至少在相邻两层叠单元的针刺结合；直到完成所有层叠单元的针刺；最后将完成针刺的预制体半成品脱模后贯穿缝合完成方形预制件的制备；上述纤维网套是三维立体结构，一方面能够增强环向强度，也能防止内层包裹的纤维层或网胎层两端头部的脱离，并且纤维网套可以通过机器编织形成，相对于单向纤维缠绕的工艺大大提高了三维预制件的生产效率。