一种碳纤维快速安装航标的制作方法

本发明涉及一种航运设备领域，特别是一种碳纤维快速安装航标。

背景技术：

航标是助航标志的简称，指标示航道方向、界限与碍航物的标志，包括过河标、沿岸标、导标、过渡导标、首尾导标、侧面标、左右通航标、示位标、泛滥标和桥涵标等。是帮助引导船舶航行、定位和标示碍航物与表示警告的人工标志。帮助引导船舶航行、定位和标示碍航物与表示警告的人工标志，为各种水上活动提供安全信息的设施或系统。设于通航水域或其近处，以标示航道、锚地、滩险及其他碍航物的位置，表示水深、风情，指挥狭窄水道的交通。永久性航标载入各国出版的航标表和海图。

目前，航标使用的是金属材质为原料，经过切割、焊接、打磨、涂装等工序制作而成，在后期现场安装是施工中，采用螺钉现场链接，海面起伏不定，增加了工人的作业难度。既耗费了资源，生产工艺又复杂、施工难度大，而且金属航标很容易在海洋高盐环境下锈蚀损坏，后期维护、更换又产生额外费用和人工投入。另外，用金属制做的航标全生命周期较短，现有的链接方式实地安装操作复杂，重量大，工人劳动强度单。

现有产品缺点：

1、金属材料易生锈，易腐蚀，生产防锈要求高；

2、采用螺钉连接方式，实地施工难度大，操作复杂；

3、成品重量大；

4、产品全生命周期短，维护成本高；

5、防锈涂层在搬运安装过程中发生磕碰损坏，防锈能力下降。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种强度高、使用寿命长、防水防潮、不易变形的碳纤维快速安装航标。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种碳纤维快速安装航标，其特点是：包括指示板和支撑杆，

指示板的制作：

将高韧性树脂和碳纤维或玻璃纤维制成预浸料，按纤维走向采用螺旋角度铺层法，相互交叠铺设10~30层形成板材，所述螺旋角度铺层法即：铺完第一层预浸料，第二层预浸料按其纤维走向在第一层预浸料的基础上旋转角度α进行铺设，第三层预浸料按其纤维走向在第二层预浸料的基础上旋转角度β进行铺设，以此类推……，按同一旋转方向进行螺旋铺层直至铺设到设计层数；所述旋转角度α、β……的取值范围为大于0°而小于等于45°；

铺成的板材进行高温真空吸附、热压整体成型，具体的：

将裁剪好的板材料片置于成型模具上，使用耐高温真空袋包裹所述板材料片，进行抽真空，保持真空气压在0.8-1.5mpa，置于固化炉内，固化温度120-130℃，固化时间90min；制成制作指示板用板材；

支撑杆的制作：

将高韧性树脂和碳纤维或玻璃纤维制成预浸料，经过裁剪采用芯模卷制成管材，然后进行高温真空吸附、热压整体成型，具体的：

使用耐高温真空袋包裹所述管材，进行抽真空，保持真空气压在0.8-1.5mpa，置于固化炉内，固化温度120-130℃，固化时间90min；固化后抽芯形成支撑杆用管材；

加工安装：

对指示板用板材通过雕铣加工形成标片；标片上加工出用于与支撑杆对接的插片，插片上并排开出两个卡口，两个卡口的开口方向相同；

对支撑杆用管材按长度要求进行切割，并在管材与标片对应的安装位置上加工出与插片对应的插槽，插槽由管材中心贯穿管材，插槽的宽度与插片的厚度相适应，插片上两个卡口之间的距离与管材上插槽的两个管壁之间距离相对应，插片插入插槽后向上或向下推，卡口卡住前后管壁形成固定，并通过销片进行自锁。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，标片厚度为2~5mm。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述预浸料中树脂含量在25~50%，碳纤维含量在75~50%。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述预浸料中树脂含量在30%~32%，碳纤维含量优选70%~68%。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述高韧性树脂为高韧性环氧树脂、热塑性聚氨酯、热固性聚氨酯、热塑性聚烯烃塑料、热塑性聚酯类塑料中的任意一种。

本发明与现有技术相比，通过独特的碳纤维铺层方式和特有的真空吸附热压整体成型技术制作出可快速安装的航标，具有后期维护便捷、现场操作简单、快速安装、工具配件使用少等优点，制备的航标具有强度高，使用寿命长，防水防潮，不易变形，不惧海水侵蚀等优点。

附图说明

图1为本发明的三角形航标的结构简图；

图2为插片的其中一种结构示意图。

具体实施方式

一种碳纤维快速安装航标，包括指示板和支撑杆，

指示板的制作：

将高韧性树脂和碳纤维或玻璃纤维制成预浸料，按纤维走向采用螺旋角度铺层法，相互交叠铺设10~30层形成板材，所述螺旋角度铺层法即：铺完第一层预浸料，第二层预浸料按其纤维走向在第一层预浸料的基础上旋转角度α进行铺设，第三层预浸料按其纤维走向在第二层预浸料的基础上旋转角度β进行铺设，以此类推……，按同一旋转方向进行螺旋铺层直至铺设到设计层数；所述旋转角度α、β……的取值范围为大于0°而小于等于45°；

铺成的板材进行高温真空吸附、热压整体成型，具体的：

将裁剪好的板材料片置于成型模具上，使用耐高温真空袋包裹所述板材料片，进行抽真空，保持真空气压在0.8-1.5mpa，置于固化炉内，固化温度120-130℃，固化时间90min；制成制作指示板用板材。

此种方法可大幅提高的板材在抗弯曲、抗拉伸和能力。是专门为制作航标设计的。

支撑杆的制作：

将高韧性树脂和碳纤维或玻璃纤维制成预浸料，经过裁剪采用芯模卷制成管材，然后进行高温真空吸附、热压整体成型，具体的：

使用耐高温真空袋包裹所述管材，进行抽真空，保持真空气压在0.8-1.5mpa，置于固化炉内，固化温度120-130℃，固化时间90min；固化后抽芯形成支撑杆用管材。

加工安装：

对指示板用板材通过雕铣加工形成标片；标片上加工出用于与支撑杆对接的插片，插片上并排开出两个卡口，两个卡口的开口方向相同；

对支撑杆用管材按长度要求进行切割，并在管材与标片对应的安装位置上加工出与插片对应的插槽，插槽由管材中心贯穿管材，插槽的宽度与插片的厚度相适应，插片上两个卡口之间的距离与管材上插槽的两个管壁之间距离相对应，插片插入插槽后向上或向下推，卡口卡住前后管壁形成固定，并通过销片进行自锁。

其中标片的插片上的卡口为一字扣结构，与加工后的管材边缘口进行插接，同一槽口中的标片分别向上或向下活动，靠自身结构进行定位和锁紧，同时配合使用锁紧销片，再次确保，标片不会上下移动、并发生脱落。

标片厚度为2~5mm。标片有三角形、矩形、圆形、十字形、ｘ形等多种。

图1所示为三角形航标结构图，其中：1销片、2支撑杆、3标片、4插片。

左右两个标片的插片的插口相反设置，一个向上推，一下向下推，形成锁定。

所述预浸料中树脂含量在25~50%，碳纤维含量在75~50%。

所述预浸料中树脂含量在30%~32%，碳纤维含量优选70%~68%。

所述高韧性树脂为高韧性环氧树脂、热塑性聚氨酯、热固性聚氨酯、热塑性聚烯烃塑料、热塑性聚酯类塑料中的任意一种。

随着时代的发展和科技的进步，海运行业对产品全生命周期和维护使用成本越来越关注，提高产品的使用周期、降低维护成本，采用新材料和新结构必然成为一种趋势。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

板材实施例1：

将高韧性环氧树脂与碳纤维或玻璃纤维制成预浸料a，所述航标板材包括预浸料a，按第二层按45度、第三层按15度、第四层按25度、如此类推，直到铺层厚度达到设计要求。

将铺成的板材裁剪好，置于成型模具上，使用耐高温真空袋包裹所述板材料片，进行抽真空，保持真空度在1mpa，置于固化炉内，固化温度135℃，固化时间85min，进行热压整体成型时，成型压力为1.4mpa，温度135℃，时间85min。

板材实施例2：

将高韧性环氧树脂与碳纤维或玻璃纤维制成预浸料a，所述航标板材包括预浸料a，按第二层按15度、第三层按15度、第四层按15度、如此类推，直到铺层厚度达到设计要求。

将铺成的板材裁剪好，置于成型模具上，进行抽真空，保持真空度在1mpa，置于固化炉内，固化温度135℃，固化时间85min，进行热压整体成型时，成型压力为1.4mpa，温度135℃，时间85min。

管材实施例1：

将高韧性环氧树脂与碳纤维或玻璃纤维制成预浸料a，所述航标管材包括预浸料a，将裁剪好的碳纤维或玻璃纤维预浸料片在模芯上进行卷制，使用耐高温pp带包裹所述料片，进行抽真空，保持真空度在1mpa，置于固化炉内，固化温度135℃，固化时间90min。

管材实施例2：

将高韧性环氧树脂与碳纤维或玻璃纤维制成预浸料a，所述航标管材包括预浸料a，将裁剪好的碳纤维或玻璃纤维预浸料片在模芯上进行卷制，使用耐高温pp袋包裹所述料片，进行抽真空，保持真空度在1mpa，置于固化炉内，固化温度135℃，固化时间85min。