加强筋模组和碳纤维构件的制作方法

1.本实用新型涉及加强筋技术领域，具体地，涉及加强筋模组和碳纤维构件。


背景技术：

2.碳纤维具有高强度、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、质量轻、能够承受很大拉力等显著高于钢、铝等的特性，属于典型的高性能纤维，相对于传统的金属材料具有压倒性的优势，被广泛应用于各种领域，如火箭、飞机、车辆、船舶、车辆、器械、医学领域等。
3.随着节能、环保逐渐成为各个行业关注的重要课题，人们开始考虑轻量化发展。随着碳纤维构件应用的增多，夹层结构件也被越来越多的应用起来，旨在增加构件的刚度性能，与单纯的碳纤维构件结构相比，夹层结构具有重量轻、刚度高、成本低等优点。
4.其中，加强筋结构可在不增加碳纤维构件的整体结构厚度的情况下，增加碳纤维构件的结构强度，但传统制作加强筋的设计多为共固化加强筋，其结构强度不足。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种加强筋模组和碳纤维构件，从而进一步提升加强筋和碳纤维构件的结构强度。
6.根据本实用新型的一方面，提供一种加强筋模组，包括：
7.结构胶膜，所述结构胶膜的下表面对应贴附在待加强结构件的加强筋设置区；
8.硬质泡沫，设置在所述结构胶膜上表面；
9.预浸料层，设置在所述硬质泡沫表面，并延伸至所述结构胶膜的上表面。
10.可选地，所述预浸料层包括多层。
11.可选地，多层预浸料层延伸至所述结构胶膜的部分的长度，由内层至外层逐渐增长。
12.可选地，还包括：
13.固化辅助材料，设置在所述结构胶膜、所述硬质泡沫和所述预浸料层的组合结构的外侧。
14.可选地，还包括：
15.真空袋，至少包覆所述加强筋模组的各组成结构。
16.可选地，所述硬质泡沫的尺寸第一端至第二端依次减小，所述硬质泡沫的第一端靠近所述结构胶膜，第二端远离所述结构胶膜。
17.根据本实用新型的另一方面，提供一种碳纤维构件，包括：
18.结构主体，包括至少一个加强筋设置区域；
19.根据本实用新型提供的加强筋模组，设置在所述至少一个加强筋设置区域。
20.可选地，所述至少一个加强筋设置区域的表面为粗化表面，所述粗化表面的粗糙度为ra2.0～3.0。
21.可选地，所述加强筋模组的结构胶膜的尺寸大于相应的所述至少一个加强筋设置
区域的尺寸，且边缘相距2-3毫米。
22.可选地，所述加强筋模组与所述结构主体为热压罐固化成型结构。
23.本实用新型提供的加强筋模组依次设置结构胶膜、硬质泡沐和预浸料层，通过结构胶膜粘接待加强结构件的加强筋设置区，减小硬质泡沐与结构件之间的硬接触产生的应力，为使用该加强筋模组的结构件的整体的耐疲劳性的提升提供了便利。且通过结构胶膜间隔硬质泡沐和结构件，便于在结构胶膜上重复设计多组硬质泡沐和预浸料的组合结构，便于结构件的性能的进一步增强。
24.本实用新型提供的碳纤维构件在其结构主体上设置本实用新型的加强筋模组，有效减小了加强筋的硬质泡沐与结构主体之间的硬接触产生的应力，提升了碳纤维构件整体的耐疲劳性。
附图说明
25.通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
26.图1示出了根据本实用新型实施例的碳纤维构件的部分结构示意图；
27.图2和图3示出了根据本实用新型实施例的碳纤维构件的固化密封方式示意图。
具体实施方式
28.以下将参照附图更详细地描述本实用新型的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
29.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。
30.图1示出了根据本实用新型实施例的碳纤维构件的部分结构示意图。
31.参照图1，本实用新型实施例的碳纤维构件100的结构主体110上设置有加强筋模组120，该加强筋模组120主要包括结构胶膜121、硬质泡沐122和预浸料层123。
32.其中，胶膜121例如为j-159胶、l-f501胶等；硬质泡沐122例如为聚甲基丙烯酰亚胺泡沫(pmi)，硬度为80～110，强度高，耐高温；预浸料层123的预浸料例如为t700单向带预浸料，或东丽3k、12k斜纹织物预浸料，其具体根据实际需求进行选择，在此不作特别限定。
33.结构胶膜121铺覆在结构主体110的加强筋设置区域的表面，硬质泡沐122设置在结构胶膜121的上表面，预浸料层123覆盖设置在硬质泡沫122的表面，并延伸至结构胶膜121的上表面。
34.通过结构胶膜121连接硬质泡沫122与碳纤维构件100的结构主体110，可保障与硬质泡沫122和碳纤维构件100的结构主体110两者的粘接强度，并提供一定的缓冲作用，减小主体结构110与硬质泡沐122之间的硬接触产生的应力，提高整体的结构强度。
35.在本实施例中，预浸料层123包括多层，例如为三层，且多层预浸料层延伸至结构胶膜121的上表面的部分的长度由内层至外层依次增长，使得各下层的预浸料层123均被上一层预浸料层123完全覆盖，形成过渡结构，在多层预浸料123的设计下，使每一层预浸料层123均粘接至结构胶膜121，提高预浸料层123的粘接强度，进而提高整体的粘接强度。在可选实施例中，预浸料层123为两层、四层或其它数量选择，在此不作特别限制。
36.其中，本实施例的碳纤维构件100的制作流程包括：
37.对结构件主体110的加强筋设置区域进行打磨粗化，获得粗化表面，可提高加强筋设置区域的表面与结构胶膜121的粘接强度。在本实施例中，采用80至120目的砂纸打磨，获得粗糙度为ra2.0～3.0的粗化表面。
38.粗化后再使用清洁剂将打磨区域擦拭干净，并放置一段时间进行晾干处理，或烘干处理，以获得干燥表面，降低杂质、水分或其它液体对结构胶膜121与加强筋设置区域表面的粘接强度的干扰，保障粘接后的粘接强度。
39.干燥后，在加强筋设置区域铺覆一层结构胶膜121，然后在结构胶膜121上依次放置硬质泡沐122和预浸料层123。
40.然后在加强筋设置区域的外侧铺覆固化辅助材料和真空袋，设置完成后，将整体结构送入热压罐进行固化成型，成型后去除固化辅助材料和真空袋，获得本实施例的热压罐固化成型结构的碳纤维构件100。
41.其中，进一步参照图2和图3，加强筋模组120还包括固化辅助材料和真空袋134，固化辅助材料设置在结构胶膜121、硬质泡沫122和预浸料层123的组合结构的外侧。固化辅助材料包括依次层叠设置在加强筋设置区域的外侧的脱模布131、隔离膜132和透气毡133，真空袋134至少包覆加强筋模组120的各组成结构。真空袋134至少设置至各组成结构的边界位置，并通过密封胶条140将真空袋134的边缘密封，以保障边缘位置的密封，避免成型过程中边缘结构的形变。在本实施例中，真空袋134的厚度大于50微米，保障其耐温性能满足固化要求，脱模布131、隔离膜132和透气毡133的参数也根据实际的固化温度要求而适应性选择，在此不作特别限定。
42.其中，如图2所示在一可选实施例中，真空袋134仅包覆碳纤维构件100的加强筋设置区域，硬质泡沫122的尺寸第一端至第二端依次减小，硬质泡沫122的第一端靠近结构胶膜121，第二端远离结构胶膜121。
43.其中，如图3所示，在一可选实施例中，碳纤维构件100的加强筋设置区域附近不平整，不易于真空134的密封，真空袋134的边缘部分延伸至模具200(或工装)，以便于真空袋134在较平整的位置通过密封胶条140密封，整体包覆碳纤维构件100，且透气毡133也延伸至真空袋134的边缘位置，保障碳纤维构件100的整体结构的定型。即根据碳纤维构件100的各部分的平整度而选择包覆部分表面。
44.在本实施例中，加强筋设置区域的尺寸小于结构胶膜121的尺寸(假设结构胶膜121为理想平面结构，该尺寸为上表面或下表面尺寸)，使结构胶膜121完全覆盖加强筋设置区域，且边界相距2-3毫米，保障结构胶膜121与加强筋设置区域的粘接面积，保障粘接强度。
45.固化成型还可将碳纤维构件100整体放入模具中进行打袋固化，在热压罐固化操作中，热压罐固化的温度根据结构胶膜121和预浸料层123的固化温度进行调整，以确保完全固化，具体温度在此不作详述。
46.热压罐固化成型的固化压力一般为0.2至0.5mpa，具体压力大小根据硬质泡沐122的具体硬度进行调整，在此不作特别限定。
47.本实用新型的加强筋模组依次设置结构胶膜、硬质泡沐和预浸料层，通过结构胶膜粘接待加强结构件的加强筋设置区，减小硬质泡沐与结构件之间的硬接触产生的应力，
为使用该加强筋模组的结构件的整体的耐疲劳性的提升提供了便利。且通过结构胶膜间隔硬质泡沐和结构件，便于在结构胶膜上重复设计多组硬质泡沐和预浸料的组合结构，便于结构件的性能的进一步增强。
48.预浸料层为多层设计，便于提升加强筋主体结构的强度。
49.多层预浸料层延伸至结构胶膜的部分的长度依次增加，便于使每一层预浸料层均粘接至结构胶膜，提高预浸料层与结构胶膜的整体粘接强度，进而提高加强筋的整体结构强度。
50.外侧设置固化辅助材料，可保障固化成型的结构特性，保障性能。
51.本实用新型提供的碳纤维构件在其结构主体上设置本实用新型的加强筋模组，有效减小了加强筋的硬质泡沐与结构主体之间的硬接触产生的应力，提升了碳纤维构件整体的耐疲劳性。
52.结构主体的加强筋设置区的表面打磨为粗化表面，进一步提升了结构胶膜与结构主体的粘接强度，提高整体的结构强度。
53.进一步地，加强筋模组的结构胶膜的尺寸大于相应的加强筋设置区域的尺寸，且边缘相距2-3毫米，可保障结构胶膜与加强筋设置区的粘接面积，保障整体的粘接强度。
54.依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。