【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于車輛工程，具體涉及一種復合材料夾層風缸及制造方法。
技術介紹
1、公開該
技術介紹
部分的信息僅僅旨在增加對本專利技術的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。
2、軌道車輛中，風缸用于儲存干燥、清潔的壓縮空氣。為了適應軌道交通裝備輕量化的需求，風缸材質在金屬以外逐漸開發出碳纖維增強復合材質。風缸的安裝位置包括機車底部和機車內部，當其借助托架安裝在機車底部時，會暴露在車輛的下方，因此會在車輛運營的高速運動過程中受到較多的礫石或者其他物體的沖擊。由于相對速度較大，礫石沖擊會破壞碳纖維增強材質風缸的整體性，特別是導致復合材料層出現裂紋、分層等缺陷，影響風缸的服役壽命；甚至擊穿復合材料側壁，對于行車安全造成較大的隱患。
3、因此，需要對現有的復合材質風缸進行改進，以提高其整體的抗沖擊性能。
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種復合材料夾層風缸及制造方法，采用三明治結構，內層采用熱塑內膽，中層為輕質泡沫，外層為抗沖擊材料，增強風缸的抗沖擊性能。
2、為了實現上述目的，本專利技術的技術方案為：
3、第一方面，一種復合材料夾層風缸，由內到外包括：內膽、纖維復合材料內層、輕質泡沫層和纖維復合材料外層；
4、所述內膽為熱塑性樹脂材質，所述纖維復合材料內層的基體為熱固性樹脂，所述輕質泡沫層為發泡樹脂材質，所述纖維復合材料外層的制備原料為熱
5、可選的，所述內膽材質為pa、hdpe和xlpe中的一種。
6、可選的，所述熱固性樹脂為環氧樹脂、pf和si中的一種。
7、可選的，所述輕質泡沫層材質為pet和pmi中的一種。
8、可選的，所述纖維復合材料內層的纖維為碳纖維。
9、可選的，所述纖維復合材料外層的纖維材質包括玻璃纖維和碳纖維中的一種或多種。
10、可選的，所述纖維復合材料內層和所述纖維復合材料外層的基體為牌號相同的熱固性樹脂。
11、可選的，風缸肩部位置的纖維復合材料外層的曲率半徑大于纖維復合材料內層的曲率半徑。
12、第二方面，上述的復合材料夾層風缸的制備方法，包括：
13、s1、制備內膽，在內膽表面纏繞碳纖維，纏繞過程中進行樹脂刮膠，獲得纖維層；
14、s2、在s1中的纖維層表面包裹熱縮帶，之后在設定的纏繞張力下進行旋轉固化，待纖維層的樹脂表現出粘性后，去除熱縮帶；
15、s3、將裁切為設定形狀的輕質泡沫貼合到纖維層表面，獲得輕質泡沫層；
16、s4、在輕質泡沫層外側按照設定的方式纏繞纖維材料預浸帶，固化后獲得纖維復合材料外層。
17、可選的，s1中，內膽的制備方法為吹塑或滾塑。
18、可選的，s1中，樹脂刮膠方法為使用刮板將多余樹脂刮除，使纖維層的纖維體積含量為60％以上。
19、可選的，s2中，熱縮帶為bopp熱縮帶。
20、可選的，s2中，在熱縮帶外側以50～70n的張力纏繞加壓材料，旋轉固化的方法為邊旋轉工件邊進行加熱固化。
21、可選的，s4中，當纖維復合材料外層的制備原料為熱固性復合纖維樹脂預浸料時，固化方法為纏繞完成后對工件整體進行加熱固化，當纖維復合材料外層的制備原料為熱塑性復合纖維樹脂預浸料時，采用邊纏繞邊加熱固化的方式進行加熱固化。
22、本專利技術的有益效果為：
23、1.本專利技術提供的復合材料夾層風缸結構整體包括內膽、纖維復合材料內層、輕質泡沫層和纖維復合材料外層。其中，內膽用于密封，纖維復合材料內層用于承受風缸內部的氣壓，纖維復合材料外層用于抵抗外部沖擊，輕質泡沫層用于緩沖，在礫石沖擊等場景下，外部的沖擊能量無法延伸至內部的纖維復合材料內層，從而實現整體抗沖擊。同時輕質泡沫能夠使纖維復合材料外層和纖維復合材料內層的形狀不完全一致，使用于承受內壓的纖維復合材料內層和用于承受外部沖擊的纖維復合材料外層的各自的形狀結構更為合理，實現肩部的圓滑過渡。
24、2.本專利技術的制備方法中使用熱縮帶，能夠實現表面光滑的效果，避免出現皺褶等表面缺陷為后續的輕質泡沫層的粘貼打下良好基礎。
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1.一種復合材料夾層風缸，其特征在于，由內到外包括：內膽、纖維復合材料內層、輕質泡沫層和纖維復合材料外層；
2.如權利要求1所述的復合材料夾層風缸，其特征在于，內膽材質為PA、HDPE和XLPE中的一種；
3.如權利要求1所述的復合材料夾層風缸，其特征在于，所述纖維復合材料內層和所述纖維復合材料外層的基體為牌號相同的熱固性樹脂。
4.一種如權利要求1-3任一所述復合材料夾層風缸的制備方法，其特征在于，包括：
5.如權利要求4所述的復合材料夾層風缸的制備方法，其特征在于，S1中，內膽的制備方法為吹塑或滾塑。
6.如權利要求4所述的復合材料夾層風缸的制備方法，其特征在于，S1中，樹脂刮膠方法為使用刮板將多余樹脂刮除，使纖維層的纖維體積含量為60％以上。
7.如權利要求4所述的復合材料夾層風缸的制備方法，其特征在于，S2中，熱縮帶為BOPP熱縮帶。
8.如權利要求7所述的復合材料夾層風缸的制備方法，其特征在于，S2中，在熱縮帶外側以50～70N的纏繞張力纏繞加壓材料，旋轉固化的方法為邊旋轉工件邊進行加熱
9.如權利要求4所述的復合材料夾層風缸的制備方法，其特征在于，S3中，撕除熱縮帶后，在內部樹脂仍保持粘性的時候將輕質泡沫粘貼到纖維層外部。
10.如權利要求4所述的復合材料夾層風缸的制備方法，其特征在于，S4中，當纖維復合材料外層的制備原料為熱固性復合纖維樹脂預浸料時，固化方法為纏繞完成后對工件整體進行加熱固化，當纖維復合材料外層的制備原料為熱塑性復合纖維樹脂預浸料時，采用邊纏繞邊加熱固化的方式進行加熱固化。
...【技術特征摘要】
1.一種復合材料夾層風缸，其特征在于，由內到外包括：內膽、纖維復合材料內層、輕質泡沫層和纖維復合材料外層；
2.如權利要求1所述的復合材料夾層風缸，其特征在于，內膽材質為pa、hdpe和xlpe中的一種；
3.如權利要求1所述的復合材料夾層風缸，其特征在于，所述纖維復合材料內層和所述纖維復合材料外層的基體為牌號相同的熱固性樹脂。
4.一種如權利要求1-3任一所述復合材料夾層風缸的制備方法，其特征在于，包括：
5.如權利要求4所述的復合材料夾層風缸的制備方法，其特征在于，s1中，內膽的制備方法為吹塑或滾塑。
6.如權利要求4所述的復合材料夾層風缸的制備方法，其特征在于，s1中，樹脂刮膠方法為使用刮板將多余樹脂刮除，使纖維層的纖維體積含量為60％以上。
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭凱，尹高沖，趙英男，呂淑揚，劉天偉，
申請(專利權)人：中車成型科技青島有限公司，
類型：發明
國別省市：
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