一种多轴向复合基材制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种复合基材制造方法，特别设及一种多轴向复合基材制造方法。
【背景技术】
[0002] 玻璃纤维缝编织物是玻璃纤维增强材料的新品种，在运种织物中，经缔纱完全平 直铺设，只交叉，不交织，没有传统机织物经缔纱交织形成的纱线屈曲，可W充分发挥玻璃 纤维抗拉强度高的特点，同时无曲屈的纤维更有利于树脂的流动，更易于树脂渗透，用缝编 织物制造的复合材料强度高、层间结合性能好。被广泛应用于航天航空、造船业、风力发电 行业、汽车工业、建筑业、运输等领域。
[0003] 多轴向玻璃纤维复合连续拉是玻璃纤维缝编织物中的一种，其大多由多轴向玻璃 纤维纱层与连续拉缝编而成，同时为提高受力效果，其多轴向玻璃纤维纱层的各层间玻璃 纤维纱方向均匀分布，各层的纱线角度分别为0°、90°和/或±35~80°，层内的各玻璃纤 维纱平行设置、角度相同，其具有更好的力学性能、剪切性。
[0004] 例如专利申请号200920312773.8公开了一种多轴向复合连续拉，它主要由玻璃 纤维纱构成，W玻璃纤维连续拉作为基布，玻璃纤维纱铺层在玻璃纤维连续拉上；所述的多 轴向复合连续拉，所述的玻璃纤维纱铺层通过低弹涂绝丝缝编结合；所述的玻璃纤维纱铺 层至少两层，层与层之间为多方向的角度设置；所述的多方向角度设置是0°、+ 45°、+ 90 ° 或-45。。
[0005] 上述轴向玻璃纤维复合拉结构中，多轴向玻璃纤维纱铺层具有多个角度，受力均 匀稳定，抗拉强度高；且同时各玻璃纤维纱无曲屈，更有利于树脂的流动和渗透，但也存在 一定的缺点： (1)由于玻璃纤维纱铺层通过低弹涂绝丝缝编结合，缝编结构紧密，影响了产品的浸润 性、浸透性W及导流性。
[0006](2)多轴向玻璃纤维纱铺层的各层纱线角度分别为0°、90°和±45。，其中0° 的纱线为经纱，90°、±45°的纱线为缔纱，其在利用多轴向铺缔系统铺缔过程中，每层缔 纱均是通过玻璃纤维铺缔小车沿铺纱输送带移动方向侧向移动W及沿垂直于铺纱输送带 移动方向横向移动进行铺纱形成。
[0007] 为确保同层缔纱均平行设置，需要通过玻璃纤维铺缔小车在导轨上的往复移动 (导轨可与输送带呈一定夹角设置)，支承玻璃纤维铺缔小车的导轨在输送带两侧沿输送带 方向的移动，W及输送带运动之间的完美配合，即=者之间的合成运动来形成铺缔工艺角 度。
[0008] 铺缔系统的精确程度直接影响产品的质量，即该工艺对设备的精度要求非常高。 因此多轴向铺缔系统主要依靠进口，造成多轴向玻璃纤维产品生产初期投入高，且结构及 其控制系统非常复杂、维护不便，产能受制约，严重影响多轴向复合产品在各领域的快速发 展。
[0009] (3)此外多轴向玻璃纤维纱铺层结构中，如图1所示，由于同层缔纱角度相同（多 轴向是指不同层间的角度不同)，为实现该工艺要求，多轴向铺缔系统在铺缔过程中，缔纱 到达输送带41边缘后由多轴向铺缔系统的祀针45钩住缔纱后折向，再由挡针44配合二次 折向，进而实现铺位小车往复来回移动时均能形成相互平行的缔纱段，才能使得该层内的 单根缔纱角度相同，该部分位于挡针44外侧的缔纱为废纱，造成材料的浪费较大。
[0010] 因此，研发一种浸润性、浸透性、导流性好且制造简单的多轴向复合基材及其工艺 势在必行。
【发明内容】
[0011] 本发明要解决的技术问题是提供一种能够提高产品浸润性、导流性且成本低、合 格率高的多轴向复合基材制造方法。
[0012] 1.为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种多轴向复合基材制造方法， 所述步骤为： S1铺设多轴向玻璃纤维纱层：其包括铺设一经纱层W及至少两缔纱层，具体为： 铺设缔纱层：首先通过一铺缔小车在一输送带上方往复移动铺设一层玻璃纤维缔纱， 铺缔小车沿一固定方向从输送带一侧边移动至输送带的另一侧边外后，将缔纱钩在输送带 的挡针上，然后按原来方向反向返回起点，利用铺缔小车正向和反向移动时与输送带方向 的合成在输送带上形成若干排列相同的连续性Z形缔纱，制得一层与输送带移动方向存在 两个夹角的玻璃纤维缔纱；输送带保持持续的匀速运动，其速度为，铺缔小车往复移动 方向与输送带的夹角为a，铺缔小车往复移动时单程平均速度为 铺设经纱层：采用送经装置在玻璃纤维缔纱层上铺设玻璃纤维经纱层，该玻璃纤维经 纱层的经纱方向与输送带移动方向平行； S2铺设玻璃纤维连续拉：在多轴向玻璃纤维纱层表面铺设一层玻璃纤维连续拉； S3缝合：将层叠设置的玻璃纤维缔纱层、玻璃纤维经纱层和玻璃纤维连续拉通过多针 巧缝机缝合成一体制得多轴向复合基材； S4收卷：最后将多轴向复合基材收卷。
[0013] 进一步的，所述步骤S1中多轴向玻璃纤维纱层为五轴向玻璃纤维纱层，其缔纱层 有四层， 第一缔纱层中，输送带保持持续的匀速运动，其速度为50mm/s，铺缔小车往复移动 方向与输送带的夹角a为-72°，铺缔小车往复移动时单程平均速度为为2250mm/s;制 得的玻璃纤维缔纱层与输送带移动方向的夹角分别在-68°~-70°之间和-74°~-76°之 间； 第二缔纱层中，输送带保持持续的匀速运动，其速度为50mm/s，铺缔小车往复移动 方向与输送带的夹角a为-36°，铺缔小车往复移动时单程平均速度为为1400mm/s;制 得的玻璃纤维缔纱层与输送带移动方向的夹角分别在-32°~-35°之间和-37°~-39°之 间； 第=缔纱层中，输送带保持持续的匀速运动，其速度为50mm/s，铺缔小车往复移动 方向与输送带的夹角a为36°，铺缔小车往复移动时单程平均速度为为1400mm/s;制 得的玻璃纤维缔纱层与输送带移动方向的夹角分别在32° -35°之间和37° -39°之间； 第四缔纱层中，输送带保持持续的匀速运动，其速度为50mm/s，铺缔小车往复移动 方向与输送带的夹角a为72°，铺缔小车往复移动时单程平均速度为为1400mm/s;制 得的玻璃纤维缔纱层与输送带移动方向的夹角分别在68° -70°之间和74° -76°之间。
[0014] 进一步的，所述各玻璃纤维缔纱层与玻璃纤维经纱层在玻璃纤维连续拉层上的投 影呈福射形分布。
[0015] 进一步的，所述步骤S3中，采用两根缝合线在玻璃纤维连续拉层、多轴向玻璃纤 维纱层上相互锁套连接。
[0016] 本发明的优点在于： (1)本发明中，通过铺缔装置组和送经装置分别在输送带上铺设玻璃纤维缔纱和玻璃 纤维经纱，进而形成多轴向玻璃纤维层，该多轴向玻璃纤维层在经过连续拉放卷装置下方 后被铺上一层玻璃纤维连续拉，再由多针巧缝机进行缝合，最后收卷制得多轴向复合基材。
[0017] 玻璃纤维连续拉结构强度高、表面光洁度高、抗移性好，耐树脂冲刷，浸透速度快 且均匀，使得多轴向复合基材能够满足拉挤工艺快速浸透树脂的要求；通过在巧缝机上进 行缝合的连接，连接结构松散，消除传统缝编带来的紧密性，可提高了多轴向复合基材的浸 润性、浸透性W及导流性。
[0018] (2)本发明铺缔工序中，不同于公知技术中单层玻璃纤维缔纱中同一根纱的有效 部分平行设置，各层内的玻璃纤维缔纱由同一玻璃纤维铺缔小车在一横跨铺纱输送带的小 车导轨上正向和反向移动铺纱形成一依次首尾衔接的Z形连续纱，即同一根连续纱是具有 两个角度方向的；该结构不仅仅能够增加单层玻璃纤维的方向，满足多个方向的机械性能、 抗冲击性能；且该结构使得在制作多轴向玻璃纤维缔纱层的过程中，玻璃纤维铺缔小车在 到达输送带侧边时无需做多余的侧移调整缔纱重新进入输送带的角度，可直接转向实现连 续化快速铺缔，不存在侧边废边，提高资源利用率； (3)在实现层内玻璃纤维缔纱角度时，无需导轨在输送带运动方向上进行侧向移动调 整缔纱去、回时的合成角度，即只需考虑玻璃纤维铺缔小车与输送带之间的合成运动，大大 简化铺缔系统的结构设计W及精度控制，降低设备制作、采购成本，有利于实现设备的国产 化、规模化。
[0019] (4)本发明缝合线迹采用锁式或者链式结构，锁式线迹结构简单、坚固、不易松脱， 用线量少，正反面线迹一致，提高并加强了多轴向复合基材的层间复合结构，延长了多轴 向复合基材的使用寿命；而链式线迹结构可W采用无梭巧缝，便于使用超长线团连续巧缝， 不需要频繁停机换梭，提高了生产效率。
【附图说明】
[0020] 图1为传统的多轴向复合连续拉中一玻璃纤维缔纱层的缔纱排列示意图。
[0021] 图2为本发明中所采用的铺缔装置结构示意图。
[0022] 图3为本发明中多轴向玻璃纤维纱层的一层缔纱层结构示意图。
[0023] 图4为五轴向玻璃纤维纱层中玻璃纤维经纱与玻璃纤维缔纱的夹角示意图。
[0024] 图5为本发明中铺缔小车速度和输送带移动速度计算原理图。
[00巧]图6为本发明中多轴向复合基材结构示意图。
【具体实施方式】
[0026] 本发明中多轴向复合基材制造方