复合防弹件制造方法、复合防弹件和防弹制品与流程

文档序号:14657194发布日期:2018-06-12 06:21阅读:172来源:国知局

本发明涉及防弹技术领域,尤其涉及一种基于热辐射方式的复合防弹件制造方法、复合防弹件和防弹制品。



背景技术:

在发生灾害、骚乱、局部冲突或战争等特殊情况下,诸如防弹衣、防弹头盔、防弹盾牌等各种安全防护装置能够为人们的人身安全提供相当有效的保护能力。因此,随着人们对于生命、安全防护意识的不断提高,针对这些产品的需求量很大,并且对其质量要求也很高。目前,虽然现有技术已经针对此类安全防护装置在使用材料、结构设计、制造工艺、生产设备等方面进行了许多有益的研究和探索,但是当前仍然存在着一些弊端和问题。

例如,现有的复合防弹板产品通常是分别采用硬质陶瓷材料、韧性好的金属或纤维增强树脂复合材料作为面板、背板,然后使用粘结剂将它们压制结成一体来制成成品,然而目前的压制工艺过程相当耗时,例如需要几十分钟或几个小时,甚至更多时间。又如,由于现有技术中的一些复合防弹板压制处理不佳,因此容易导致面板和背板结合不紧密、不可靠,这将会影响到复合防弹板的质量和使用性能,尤其可能会给使用者带来潜在的严重致命危害。所以,很有必要针对包括上述这些情况在内的现有问题或弊端进行充分研究,以便加以改进。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明提供了基于热辐射方式的复合防弹件制造方法、复合防弹件和防弹制品,从而有效地解决了现有技术中所存在的上述问题以及其他方面问题中的一个或多个。

首先,根据本发明的第一方面,它提供了一种基于热辐射方式的复合防弹件制造方法,其特征在于,所述复合防弹件制造方法包括步骤:

A.提供一组或多组被叠置的用于形成复合防弹件的组件,其中每一组组件包括至少两个构件,所述至少两个构件被叠置且其中至少两个构件分别由不同材料构成,并且在所述至少两个构件之间涂覆有粘结剂;

B. 通过热源以热辐射方式朝向被叠置的所述组件提供热能,并且向所述组件施加压力且保持预设时长,以将每一组组件中的所述至少两个构件层压粘合并固化成型为一体;以及

C. 将被叠置的所述组件的温度降低至预设温度,从而制成一个或多个复合防弹件。

此外,本发明还提供了另一种基于热辐射方式的复合防弹件制造方法,所述复合防弹件制造方法包括步骤:

A.提供一组或多组被叠置的用于形成复合防弹件的组件,其中每一组组件包括至少两个构件,所述至少两个构件被叠置且其中至少两个构件分别由不同材料构成,并且在所述至少两个构件之间不涂覆粘结剂;

B. 通过热源以热辐射方式朝向被叠置的所述组件提供热能,并且向所述组件施加压力且保持预设时长,以将每一组组件中的所述至少两个构件层压整形而使其外形轮廓相互贴合;以及

C. 将被叠置的所述组件的温度降低至预设温度,然后在所述至少两个构件之间涂覆粘结剂并将其加压保持第二预设时长,以将每一组组件中的所述至少两个构件层压粘合并固化成型为一体,从而制成一个或多个复合防弹件。

在根据本发明的复合防弹件制造方法中,可选地,所述复合防弹件制造方法还包括:进行温度监测以使得所述至少两个构件中的至少一个构件的外表面温度处于预设温度。

在根据本发明的复合防弹件制造方法中,可选地,所述复合防弹件制造方法还包括:进行压力监测以使得所述至少两个构件承受预设压力。

在根据本发明的复合防弹件制造方法中,可选地,通过减少或停止所述热源提供热能来使得被叠置的所述组件的温度降低至预设温度,并且/或者通过启动降温装置来使得被叠置的所述组件的温度降低至预设温度。

在根据本发明的复合防弹件制造方法中,可选地,步骤B中的所述压力的范围为0.01-20Mpa、并且/或者步骤B中的所述预设时长的范围为2分钟-2小时。

在根据本发明的复合防弹件制造方法中,可选地,所述热源为加热箱,其被设置成用于将被叠置的所述组件布置于其中以提供热能。

在根据本发明的复合防弹件制造方法中,可选地,所述至少两个构件均呈板状且具有相匹配的接合面,所述接合面呈平面形状或者至少一部分呈曲面形状,并且所述至少两个构件包括由第一材料构成的第一构件和由第二材料构成的第二构件,所述第一材料为超高分子量聚乙烯(PE)纤维、芳纶纤维或者它们的组合,所述第二材料为碳化硼、碳化硅、氧化铝、金属或者它们的组合。

其次,根据本发明的第二方面,它提供了一种复合防弹件,所述复合防弹件是使用如以上任一项所述基于热辐射方式的复合防弹件制造方法来制成的。

另外,根据本发明的第三方面,还提供了一种防弹制品,所述防弹制品设置有一个或多个如以上所述的复合防弹件,所述防弹制品包括防弹板、防弹衣、防弹盾牌、防弹头盔、防弹装甲。

与现有技术相比,本发明通过创新性地提供了基于热辐射方式的复合防弹件制造方法,从而不仅可以使得复合防弹件的制造工艺过程非常便捷、快速且高效,而且尤其能够保证复合防弹件的面板、背板等构件之间结合得相当紧密、可靠,从而能够显著提升产品质量。应用本发明可以实现大批量、高效率且低成本地制造出令人满意、性能优良的复合防弹件和防弹制品。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述,但是应当知道,这些附图仅是为解释目的而设计的,因此不作为本发明范围的限定。此外,除非特别指出,这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造,而不必要依比例进行绘制。

图1是根据本发明的基于热辐射方式的复合防弹件制造方法的一个实施例的基本流程示意图。

图2是根据本发明的基于热辐射方式的复合防弹件制造方法的另一个实施例的基本流程示意图。

具体实施方式

首先,需要说明的是,以下将以示例方式来具体说明本发明的基于热辐射方式的复合防弹件制造方法、复合防弹件和防弹制品的结构组成、步骤、特点和优点等,然而所有的描述仅是用来进行说明的,而不应将它们理解为对本发明形成任何的限制。

此外,对于在本文所提及的实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征,或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征,本发明仍然允许在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或者删减,从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。另外,为了简化图面起见,相同或相类似的零部件和特征在同一附图中可能仅在一处或若干处进行标示。

在图1中示范性地图示出了一个根据本发明的基于热辐射方式的复合防弹件制造方法实施例的基本流程,以下就先结合这个示例来对本发明方法进行详细说明。

首先,在步骤S11中,为了制成所期望的复合防弹件,需要提供一组或多组用于形成复合防弹件的组件,并且将这些组件叠置在一起。具体来讲,每一组组件可以各自包括两个或更多个构件,这些构件被叠置并且在它们之间涂覆有粘结剂用于在随后的热压处理中将这些构件粘合成型为一体,并且这些构件中的至少两个构件是分别由不同材料构成的,例如其中一个构件可以采用诸如超高分子量聚乙烯(PE)纤维、芳纶(Kevlar)纤维或者它们的组合来制成,另一个构件可以采用诸如碳化硼、碳化硅、氧化铝、金属(包括各种合金材料、抗弹钢材等)或者它们的组合来制成,即可将以上两个构件分别用作待加工成型的复合防弹件的背板和面板,从而相应地提供用于对抗子弹冲击复合防弹件时的韧性和硬度。对于其他的构件来讲,可能根据实际需求情况采用以上所讨论的这些材料或者任何其他的适宜材料来制成。

对于上述的超高分子量聚乙烯(PE)纤维,其通常也被称为高强高模聚乙烯(HSHMPE)纤维或伸长链(ECPE)聚乙烯纤维,它是指相对分子质量100万以上的聚乙烯经过纺丝-超拉伸处理后所形成的超高分子质量聚乙烯纤维,使用该材料可以使得用于形成复合防弹件的组件中的构件具有足够的韧性来充分吸收子弹在冲击复合防弹件时的运动能量。此外,就例如采用碳化硼、碳化硅和/或氧化铝所制成的构件来讲,其可以是经过热压烧结、无压烧结或者反应烧结等处理方式来形成,这些都是被本发明所允许的。

此外,作为示例说明,用于形成复合防弹件的组件中的各构件是可以都被构造成板状的,并且它们具有相匹配的接合面,这样的接合面可以是构件的全部外表面或者一部分外表面,并且可以为平面形状、或者至少一部分具有曲面形状。当然,在不同的应用场合下,还可以将上述构件构造成具有任何其他的适宜形状。

然后,在步骤S12中提供热源,将该热源所供应的热能采用热辐射方式提供给被叠置的一个或多个组件,并且向其施加压力(例如0.01-20Mpa,具体数值可根据组件的数量、构件的数量等实际应用情况来进行选定)并保持预设时长(例如2分钟-2小时,具体数值可根据实际应用情况来进行选定),以便将各组件中的各自构件层压粘合并固化成型为一体。

关于上述的热源,在本发明中可以采用任何适宜类型的能够提供热能的器件、装置或设备等。举例而言,可以采用加热箱来作为热源,在该加热箱中可以通过电加热等方式来加热空气,通过将被叠置的一个或多个组件布置在该加热箱中,并且通过热空气以热辐射方式来接收热能。在实际应用时,可以可选地使用例如PID控制器等现有器件或装置来实现对加热箱内热空气温度的自动控制,以将该热空气的温度保持在一个预设温度下,从而能够提供一个可控的热能。

此外,在申请人与本申请同一日递交的、题为“用于制造复合防弹件的压力装置和设备”的实用新型专利申请中,已经非常详细地说明了可以用来针对被叠置的一个或多个组件进行上述施加压力等操作的多种可行实施方式,在此通过引用将其所记载的全部内容并入到本文中。

最后,在步骤S13中,将被叠置的一个或多个组件的温度降低至预设温度(例如室温或者某个适宜温度,即等待各组件中的构件在降温后不会再发生形变),这可以采用减少或停止热源提供热能、启动降温装置、自然冷却等众多方式中的至少一种方式来实现,随后取出这些组件,即制成了一个或多个复合防弹件。

需要特别指出的是,由于本案发明人完全克服了业界人士的惯性思维,从而创新性地研究开发出了如以上所讨论的热辐射技术并将其应用到复合防弹件的压制工艺处理中,这完全改变了现有技术中普遍使用的传统复合防弹件压制方式,由于热能是以热辐射方式被自由地、均匀化地传递到被叠置的组合中的各构件上,所以能够使得复合防弹件的各构件在均匀受热后被压制结合得更为紧密、可靠,从而保证了制成的复合防弹件具有非常良好的性能质量,因此这将极为显著地提高现有的复合防弹件的性能质量,并且降低制造成本。

在可选情形下,可以在本发明的复合防弹件制造方法中设置以下步骤:进行温度监测,从而使得被叠置的一组或多组组件中的各构件中的至少一个构件的外表面温度处于预设温度,以此来更好地保证对它们进行层压粘合和固化(或层压整形)的效果。仅举例而言,这可以通过采用例如红外测温及温度反馈控制器件等检测这些构件当中的一个或多个的温度,然后据此来调控热源加以实现,针对组件中各构件温度的具体监测位置是被允许根据实际应用情况来进行选择和调整。此外,上述的预设温度也可以进行灵活设定,例如可以在20-300摄氏度的范围内进行选择。

另外,在可选情形下,可以在本发明的复合防弹件制造方法中设置以下步骤:进行压力监测,以便使得被叠置的一组或多组组件中的各构件承受预设压力,这样的预设压力是可以根据实际应用情况来进行灵活设定的,例如可以在0.01-20Mpa的压力范围内进行选择。

请再参阅图2,在该图中也以示例方式给出了另一个根据本发明的基于热辐射方式的复合防弹件制造方法实施例的基本流程。

如图2所示,在该实施例中,步骤S21与前述实施例中的步骤S11基本相同,二者之间的区别是在于:在本实施例中不需要在用于形成复合防弹件的组件中的各构件之间涂覆粘结剂,这是因为在制造复合防弹件的工艺过程中,使用粘结剂用来将例如面板、背板等不同构件粘合在一起的处理步骤是可以在将这些构件进行整形处理之后单独执行的。

接下来,步骤S22与前述实施例中的步骤S12基本相同,二者之间的区别是在于:由于未在被叠置的一组或多组组件中的各构件之间涂覆粘结剂,因此在向各组件中的各自构件施加压力(例如0.01-20Mpa,具体数值可根据组件的数量、构件的数量等实际应用情况来进行选定)并保持预设时长(例如2分钟-2小时中的任一适宜数值,当然具体数值还可以是其他数值,这可以根据实际应用情况来进行选定)之后,所实现的是对各组件中的各自构件层压整形处理,从而使得这些构件的外形轮廓相互贴合,由此完成了对于用于形成复合防弹件的组件中的各构件的整形处理过程。

然后,在步骤S23中,将被叠置的组件的温度降低至预设温度(例如室温或者某个适宜温度,即等待各组件中的构件在降温后不会再发生形变),然后在所得到的各组组件中的不同构件之间涂覆粘结剂,随后将这些构件层压处理并保持第二预设时长(例如5-600秒中的任一适宜数值,当然具体数值还可以是其他数值,这可以根据实际应用情况来进行选定),这样就将这些构件层压粘合并固化成型为一体,从而制成了一个或多个复合防弹件。

可以理解的是,由于在前文中已经针对前述实施例中作为可选设置的温度监测、压力监控等技术内容进行了非常详尽的描述,因此本发明也允许在可选情形下,在图2所示实施例的基础上单独地或者结合地采用这些可选设置,从而能够形成更多的实施例,对此可以直接参阅前述相应部分的具体说明,在此不再赘述。

此外,根据本发明的又一个技术方案,还提供了一种复合防弹件,该复合防弹件是使用根据本发明所提供的基于热辐射方式的复合防弹件制造方法来制成的。如前所述,在本发明方法中创新性地采用了热辐射方式来制造复合防弹件,由于采用热辐射方式能够将热能自由地、均匀化地传递到被叠置的组合中的各构件上,因此可以促使复合防弹件的各构件在均匀受热后能够被整形或压制结合得更为契合、紧密且可靠,使得所制成的复合防弹件具有明显优于现有复合防弹件产品的性能质量。

另外,根据本发明的另一个技术方案,还提供了一种防弹制品,在该防弹制品中设置有一个或多个根据本发明所提供的复合防弹件,从而能够充分发挥出以上讨论的本发明所具备的明显优于现有技术的众多优势。这样的防弹制品包括但不限于防弹板、防弹衣、防弹盾牌、防弹头盔、防弹装甲等。

以上仅以举例方式来详细阐明根据本发明的基于热辐射方式的复合防弹件制造方法、复合防弹件和防弹制品,这些个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用,而非对本发明的限制,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,本领域技术人员还可以做出各种变形和改进。因此,所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。

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