一种复合材料艉封板结构及其制造方法与流程

1.本发明涉及船只结构及其制造工艺技术领域，尤其涉及一种复合材料艉封板结构及其制造方法。


背景技术：

2.随着我国船艇制造业的迅猛发展，对船艇材料的要求也越来越高。纤维增强塑料船体得到广泛应用，其配套的舷外机单机马力愈来愈大，已达到单台600ps(马力)，传统的纤维增强塑料船体一般采取以防水胶合板为芯材的夹芯结构，不仅存在结构刚度偏弱，而且存在长时间海上使用会产生胶合板腐烂破坏现象。
3.实际应用中，急需一种既防腐又具备高刚度的复合材料艉封板结构，提高船艇防腐能力同时具有较高强度。


技术实现要素：

4.本发明公开了一种复合材料艉封板结构及其制造方法，解决了现有防水胶合板夹芯结构结构刚度较弱及防腐性能较差的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种复合材料艉封板结构，所述艉封板结构包括设置于外侧的外侧面板以及设置于内侧的内侧面板，所述外侧面板及内侧面板之间设有多个并列的箱型梁，所述外侧面板及内侧面板连接处与船体底板一体连接。
7.作为本发明进一步的方案：所述箱型梁为中空箱体状，所述箱体梁包括设置于六个方位的结构板，所述结构板将所述箱型梁中心围成长方体中空状。
8.作为本发明进一步的方案：所述箱型梁内部填充有硬质泡沫塑料芯材。
9.作为本发明进一步的方案：所述外侧面板、内侧面板、箱型梁及船体底板由复合材料构成。
10.作为本发明进一步的方案：所述复合材料为纤维增强塑料，所述纤维增强塑料中纤维增强材料为玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维中的单一组合或混合组合，所述纤维增强塑料中树脂为不饱和树脂、乙烯基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂中的任意一种。
11.作为本发明进一步的方案：所述硬质泡沫塑料芯材为聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酰亚胺中的任意一种，所述硬质泡沫塑料芯材密度为60kg/m
3-250 kg/m3。
12.复合材料艉封板结构的制造方法，所述艉封板结构采用真空导入成型工艺一次成型。
13.作为本发明进一步的方案：
14.所述真空导入成型工艺包括如下步骤：
15.第一步在模具中一体铺设所述外侧面板和船体底板的纤维增强材料；
16.第二步将所述箱型梁的纤维增强材料卷在所述硬质泡沫塑料芯材上制成复合材
料箱型梁预制件；
17.第三步用喷胶将所述复合材料箱型梁预制件并列安放在所述外侧面板和船体底板上；
18.第四步在所述复合材料箱型梁预制件上铺设所述内侧面板的纤维增强材料；
19.第五步铺设隔离膜和真空袋；
20.第六步抽真空真空导入工艺灌注树脂；
21.第七步经过固化获得复合材料艉封板结构成品。
22.作为本发明进一步的方案：所述真空导入成型工艺中气密性检测，关闭真空泵半小时后，泄漏率小于1％为气密性合格。
23.作为本发明进一步的方案：所述真空导入成型工艺中固化温度为40-45度，固化成型时间为1-1.5小时。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
25.1、艉封板结构包括外侧面板以及内侧面板，外侧面板及内侧面板之间设有多个并列的箱型梁，外侧面板及内侧面板连接处与船体底板一体连接，箱型梁为中空箱体状，箱型梁内部填充有硬质泡沫塑料芯材，本发明制成的复合材料艉封板结构，在同等总厚度情况下刚度比防水胶合板具有较大提高，舷外机推力作用挠度减少了40％左右。
26.2、本发明制成的复合材料艉封板，由于均由耐海水、耐霉菌纤维增强材料及树脂制成，防腐性能较防水胶合板具有较大的提高。
27.3、本发明艉封板结构采用真空导入成型工艺一次成型过程中，关于气密性检测要求，关闭真空泵半小时后，泄漏率小于1％为气密性合格，另外，固化温度为40-45度，固化成型时间为1-1.5小时，在真空作用下，提高固化温度并缩短固化时间，有效提高了艉封板结构的刚度。
附图说明
28.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
29.在附图中：
30.图1为本发明一种复合材料艉封板结构的结构示意图。
31.图2为本发明一种复合材料艉封板结构的a-a剖视图。
32.图3为本发明一种复合材料艉封板结构制造方法的方法示意图。
33.附图标记注释：
34.1、艉封板结构；2、外侧面板；3、内侧面板；4、箱型梁；5、船体底板；6、结构板；7、硬质泡沫塑料芯材；
具体实施方式
35.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实施例公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
36.需要说明，实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
37.另外，在实施例中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
38.为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
39.如图1-2所示：
40.复合材料艉封板结构1，艉封板结构1包括设置于外侧的外侧面板2以及设置于内侧的内侧面板3，外侧面板2及内侧面板3之间设有多个并列的箱型梁4，外侧面板2及内侧面板3连接处与船体底板5一体连接。箱型梁4的设置，有效提高了艉封板结构1的刚度。
41.优选的，箱型梁4为中空箱体状，箱体梁包括设置于六个方位的结构板6，结构板6将箱型梁4中心围成长方体中空状。箱型梁4六面均设有结构板6形成框架结构，有效提高了艉封板结构1的刚度。
42.箱型梁4内部填充有硬质泡沫塑料芯材7。内部填充硬质泡沫塑料芯材7，进一步提高了艉封板结构1的刚度。
43.另外，外侧面板2、内侧面板3、箱型梁4及船体底板5由复合材料构成。
44.复合材料为纤维增强塑料，纤维增强塑料中纤维增强材料为玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维中的单一组合或混合组合，纤维增强塑料中树脂为不饱和树脂、乙烯基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂中的任意一种。由于均由耐海水、耐霉菌纤维增强材料及树脂制成，防腐性能较防水胶合板具有较大的提高。
45.其中，硬质泡沫塑料芯材7为聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酰亚胺中的任意一种，硬质泡沫塑料芯材7密度为60kg/m
3-250 kg/m3。
46.本发明制成的复合材料艉封板结构1，在同等总厚度情况下刚度比防水胶合板好，舷外机推力作用挠度减少了40％左右。
47.如图3所示：
48.复合材料艉封板结构1的制造方法，艉封板结构1采用真空导入成型工艺一次成型。
49.真空导入成型工艺包括如下步骤：
50.第一步在模具中一体铺设外侧面板2和船体底板5的纤维增强材料；
51.第二步将箱型梁4的纤维增强材料卷在硬质泡沫塑料芯材7上制成复合材料箱型梁4预制件；
52.第三步用喷胶将复合材料箱型梁4预制件并列安放在外侧面板2和船体底板5上；
53.第四步在复合材料箱型梁4预制件上铺设内侧面板3的纤维增强材料；
54.第五步铺设隔离膜和真空袋；
55.第六步抽真空真空导入工艺灌注树脂；
56.第七步经过固化获得复合材料艉封板结构1成品。
57.其中，真空导入成型工艺中气密性检测，关闭真空泵半小时后，泄漏率小于1％为气密性合格。真空导入成型工艺中固化温度为40-45度，固化成型时间为1-1.5小时。在真空作用下，提高固化温度并缩短固化时间，有效提高了艉封板结构1的刚度。
58.在实际应用中：
59.艉封板结构1包括外侧面板2以及内侧面板3，外侧面板2及内侧面板3之间设有多个并列的箱型梁4，外侧面板2及内侧面板3连接处与船体底板5一体连接，箱型梁4为中空箱体状，箱型梁4内部填充有硬质泡沫塑料芯材7，本发明制成的复合材料艉封板结构1，在同等总厚度情况下刚度比防水胶合板好，舷外机推力作用挠度减少了40％左右。
60.本发明制成的复合材料艉封板，由于均由耐海水、耐霉菌纤维增强材料及树脂制成，防腐性能较防水胶合板具有较大的提高。
61.本发明艉封板结构1采用真空导入成型工艺一次成型过程中，关于气密性检测要求，关闭真空泵半小时后，泄漏率小于1％为气密性合格，另外，固化温度为40-45度，固化成型时间为1-1.5小时，在真空作用下，提高固化温度并缩短固化时间，有效提高了艉封板结构1的刚度。
62.最后应说明的是：以上公开仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本技术的范围仅由所附的权利要求来限制。

技术特征：
1.一种复合材料艉封板结构，其特征在于：所述艉封板结构(1)包括设置于外侧的外侧面板(2)以及设置于内侧的内侧面板(3)，所述外侧面板(2)及内侧面板(3)之间设有多个并列的箱型梁(4)，所述外侧面板(2)及内侧面板(3)连接处与船体底板(5)一体连接。2.根据权利要求1所述的一种复合材料艉封板结构，其特征在于：所述箱型梁(4)为中空箱体状，所述箱体梁包括设置于六个方位的结构板(6)，所述结构板(6)将所述箱型梁(4)中心围成长方体中空状。3.根据权利要求2所述的一种复合材料艉封板结构，其特征在于：所述箱型梁(4)内部填充有硬质泡沫塑料芯材(7)。4.根据权利要求3所述的一种复合材料艉封板结构，其特征在于：所述外侧面板(2)、内侧面板(3)、箱型梁(4)及船体底板(5)由复合材料构成。5.根据权利要求4所述的一种复合材料艉封板结构，其特征在于：所述复合材料为纤维增强塑料，所述纤维增强塑料中纤维增强材料为玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维中的单一组合或混合组合，所述纤维增强塑料中树脂为不饱和树脂、乙烯基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂中的任意一种。6.根据权利要求5所述的一种复合材料艉封板结构，其特征在于：所述硬质泡沫塑料芯材(7)为聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酰亚胺中的任意一种，所述硬质泡沫塑料芯材(7)密度为60kg/m
3-250 kg/m3。7.根据权利要求6所述的一种复合材料艉封板结构的制造方法，其特征在于：所述艉封板结构(1)采用真空导入成型工艺一次成型。8.根据权利要求7所述的一种复合材料艉封板结构的制造方法，其特征在于：所述真空导入成型工艺包括如下步骤：第一步在模具中一体铺设所述外侧面板(2)和船体底板(5)的纤维增强材料；第二步将所述箱型梁(4)的纤维增强材料卷在所述硬质泡沫塑料芯材(7)上制成复合材料箱型梁(4)预制件；第三步用喷胶将所述复合材料箱型梁(4)预制件并列安放在所述外侧面板(2)和船体底板(5)上；第四步在所述复合材料箱型梁(4)预制件上铺设所述内侧面板(3)的纤维增强材料；第五步铺设隔离膜和真空袋；第六步抽真空真空导入工艺灌注树脂；第七步经过固化获得复合材料艉封板结构(1)成品。9.根据权利要求8所述的一种复合材料艉封板结构的制造方法，其特征在于：所述真空导入成型工艺中气密性检测，关闭真空泵半小时后，泄漏率小于1％为气密性合格。10.根据权利要求8所述的一种复合材料艉封板结构的制造方法，其特征在于：所述真空导入成型工艺中固化温度为40-45度，固化成型时间为1-1.5小时。

技术总结
本发明公开了一种复合材料艉封板结构及其制造方法，艉封板结构包括外侧面板以及内侧面板，外侧面板及内侧面板之间设有多个并列的箱型梁，外侧面板及内侧面板连接处与船体底板一体连接，箱型梁为中空箱体状，箱型梁内部填充有硬质泡沫塑料芯材，本发明制成的复合材料艉封板结构，在同等总厚度情况下刚度比防水胶合板好，舷外机推力作用挠度减少了40％左右；由于均由耐海水、耐霉菌纤维增强材料及树脂制成，防腐性能较防水胶合板具有较大的提高；本发明艉封板结构采用真空导入成型工艺一次成型过程中，在真空作用下，提高固化温度并缩短固化时间，有效提高了艉封板结构的刚度。有效提高了艉封板结构的刚度。有效提高了艉封板结构的刚度。


技术研发人员：罗荣彪 李凤磊 刘润闻 黄静
受保护的技术使用者：无锡东方高速艇发展有限公司
技术研发日：2023.04.10
技术公布日：2023/6/7