技术特征：
1.一种大直径圆筒预制体的制作方法，其特征在于，所述圆筒预制体为空心圆筒状，由内到外依次为筒体内壁机织碳布/网胎复合料针刺单元层、第一碳纤维预浸布隔离层、网胎/碳纤维循环单元层、第二碳纤维预浸布隔离层、筒体外壁机织碳布/网胎复合料针刺单元层、法兰机织碳布/网胎复合料针刺层，所述圆筒预制体通过以下步骤制备：步骤一、在圆柱体模具上包裹塑封膜，然后在塑封膜上粘贴垫层，得到预制体专用模具；步骤二、将预制体专用模具安装在专用针刺机上，然后将机织碳布/网胎复合料沿预制体专用模具表面进行铺敷，然后开启针刺机进行针刺，并重复铺敷和针刺的过程使机织碳布/网胎复合料达到指定厚度，在预制体专用模具上得到筒体内壁机织碳布/网胎复合料针刺单元层；步骤三、在步骤二中得到的筒体内壁机织碳布/网胎复合料针刺单元层表面上铺敷第一碳纤维预浸布，在筒体内壁机织碳布/网胎复合料针刺单元层上得到第一碳纤维预浸布隔离层；步骤四、在步骤三中得到的第一碳纤维预浸布隔离层上裹覆碳纤维网胎后缠绕碳纤维，并重复裹覆和缠绕的过程使网胎/碳纤维达到指定厚度，在第一碳纤维预浸布隔离层上得到网胎/碳纤维循环单元层；步骤五、在步骤四中得到的网胎/碳纤维循环单元层上铺敷第二碳纤维预浸布，在网胎/碳纤维循环单元层上得到第二碳纤维预浸布隔离层；步骤六、在步骤五中得到的第二碳纤维预浸布隔离层上铺敷机织碳布/网胎复合料，然后开启针刺机进行针刺，并重复铺敷和针刺的过程使机织碳布/网胎复合料达到指定厚度，在第二碳纤维预浸布隔离层上得到筒体外壁机织碳布/网胎复合料针刺单元层；步骤七、在步骤六中得到的筒体外壁机织碳布/网胎复合料针刺单元层上铺敷机织碳布/网胎复合料，然后开启针刺机进行针刺，并重复铺敷和针刺的过程使机织碳布/网胎复合料达到指定厚度，在筒体外壁机织碳布/网胎复合料针刺单元层上得到法兰机织碳布/网胎复合料针刺层，在预制体专用模具上得到大直径圆筒预制体；所述大直径圆筒预制体的直径大于3m。2.根据权利要求1所述的一种大直径圆筒预制体的制作方法，其特征在于，步骤一中所述圆柱体模具由圆形木工板、龙骨和三合板制备而成，所述圆柱体模具的外径为3000mm～5000mm，长度为1500mm～3000mm。3.根据权利要求1所述的一种大直径圆筒预制体的制作方法，其特征在于，步骤一中所述包裹塑封膜的过程为：在圆柱体模具上包裹一层塑封膜，然后用热吹风机将塑封膜吹平紧敷在圆柱体模具上；所述垫层为eva泡沫垫层；所述塑封膜的厚度为0.01mm～0.05mm，所述垫层的厚度为8mm～13mm。4.根据权利要求1所述的一种大直径圆筒预制体的制作方法，其特征在于，步骤二中所述专用针刺机为具备3轴定位移动的特种针刺作业设备，包括横向移动的x轴，上下移动的y轴，旋转移动的b轴，所述b轴上带有针刺头，所述针刺头的针刺频率为100次/min～200次/min；所述预制体专用模具安装在专用针刺机的旋转支架上，所述旋转支架的旋转线速度为100mm/min～500mm/min。5.根据权利要求1所述的一种大直径圆筒预制体的制作方法，其特征在于，步骤二、步
骤四、步骤六和步骤七中所述机织碳布/网胎复合料均相同，所述机织碳布/网胎复合料是将织布机织造的机织碳布与网胎进行预刺复合后得到；所述机织碳布为3k、6k或12k的平纹碳布、斜纹碳布和缎纹碳布中的一种或两种以上；所述机织碳布的面密度为200g/m2～500g/m2；所述网胎是将聚丙烯腈基碳纤维长丝剪切成长度为60mm～80mm的短切碳纤维，通过非织造成网工艺加工成面密度为30g/m2～120g/m2的碳纤维薄毡，所述网胎中采用的碳纤维为12k或24k的东邦或东丽碳纤维。6.根据权利要求1所述的一种大直径圆筒预制体的制作方法，其特征在于，步骤二中所述针刺的重复次数为2次～10次，所述筒体内壁机织碳布/网胎复合料针刺单元层的厚度为2mm～10mm。7.根据权利要求1所述的一种大直径圆筒预制体的制作方法，其特征在于，步骤三中所述第一碳纤维预浸布和步骤五中所述第二碳纤维预浸布的材质均为碳纤维预浸布，所述碳纤维预浸布为将3k、6k或12k的碳纤维机织平纹、斜纹或缎纹布经预浸工艺制成面密度为350g/m2～450g/m2的碳纤维预浸布。8.根据权利要求1所述的一种大直径圆筒预制体的制作方法，其特征在于，步骤四中所述裹覆和缠绕的过程的重复5次～10次，所述网胎/碳纤维循环单元层的厚度为10mm～20mm。9.根据权利要求1所述的一种大直径圆筒预制体的制作方法，其特征在于，步骤六中所述针刺的重复次数为2次～10次，所述筒体外壁机织碳布/网胎复合料针刺单元层的厚度为2mm～10mm。10.根据权利要求1所述的一种大直径圆筒预制体的制作方法，其特征在于，步骤七中所述针刺的重复次数为15次～30次，所述法兰机织碳布/网胎复合料针刺层的厚度为15mm～30mm，所述法兰机织碳布/网胎复合料针刺层在大直径圆筒预制体两端设置有环形凸起。
技术总结
本发明公开了一种大直径圆筒预制体的制作方法，包括以下步骤：一、制备预制体专用模具；二、制备筒体内壁机织碳布/网胎复合料针刺单元层；三、制备第一碳纤维预浸布隔离层；四、制备网胎/碳纤维循环单元层；五、制备第二碳纤维预浸布隔离层；六、制备筒体外壁机织碳布/网胎复合料针刺单元层；七、制备法兰机织碳布/网胎复合料针刺层，得到直径大于3m的大直径圆筒预制体。本发明通过采用环形夹心设计，将核心隔热保温层包裹起来，实现预制体在炉内的力学支撑，保证了整体结构的稳定性和坚固性，环内夹心区域为低密度区，具有优良的低热导性能和隔热保温效果，相较于纯C/C预制体结构，极大减少了热量损失，节能、环保，极具经济性。极具经济性。极具经济性。
技术研发人员：侯建荣 田冬 杨新 徐永花 李颖 王颖 张红葳 赵景飞
受保护的技术使用者：西安康本材料有限公司
技术研发日：2021.11.08
技术公布日：2022/2/8