CN106965505A - 超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板，由金属薄板和UHMWPE(高分子量聚乙烯)纤维增强的预浸料交替叠加构成，所述的金属薄板和UHMWPE纤维增强的预浸料片材由胶黏剂粘接经辊压而成。本发明超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板拉伸强度高，不易磨损，纤维韧性强，使用时加工编制缠绕性能强，亲肤性好；纤维剪切强度高，不易折断，成本较之碳纤维大幅较低；制备设备工作效率高，能胜任大批量高效率的生产任务，层板的总体制备成本较低；制造装置设计巧妙，金属薄板导向装置、预浸料导向装置、胶黏剂喷涂装置相互配合，完成了高效率高质量的生产工作。

Description

超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板及其制备方法
技术领域
本发明属于复合材料制造技术领域，具体涉及的是一种超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板及其制备方法。
背景技术
纤维金属层板是一种由金属薄板和纤维增强的预浸料交替铺层后，在一定温度和压力下形成的一种层间混杂复合材料。纤维金属层板凭借其高比强度和比刚度、优异的抗疲劳裂纹扩展性能和抗冲击性能在航空航天领域获得了成功的应用。
中国发明专利公布号CN 103029376 A，公布日2013年04月10日，名称为“一种金属-纤维复合层板及其制造方法”的专利文献中公开了一种玻璃纤维或碳纤维增强的，使用热压机热压成形的纤维金属层板。该方案中使用的玻璃纤维拉伸强度较低，易磨损，纤维呈脆性，在使用时加工编织缠绕性弱，对人体亲肤性差。使用的碳纤维虽有较高的拉伸强度但剪切强度低，易折断，断后延伸率较低，虽已能批量化生产，但市场价格常年高居不下。另外该方案中使用热压机进行层板的热压制备工艺，热压时间长，制备效率低，只能适应小批量个性化制备，显然无法胜任大批量高效率的生产任务，因此可以预见，层板的总体制备成本会很高。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是：现有的纤维金属层板，使用的玻璃纤维拉伸强度较低，易磨损，纤维呈脆性，在使用时加工编织缠绕性弱，对人体亲肤性差；使用的碳纤维剪切强度低，易折断，断后延伸率较低，虽已能批量化生产，但市场价格常年高居不下；使用热压机进行层板的热压制备工艺，热压时间长，制备效率低，无法胜任大批量高效率的生产任务，层板的总体制备成本会很高。
本发明采取以下技术方案：
一种超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板，其特征在于：由金属薄板和UHMWPE纤维增强的预浸料交替叠加构成，所述的金属薄板和UHMWPE纤维增强的预浸料片材由胶黏剂粘接经辊压而成。
一种上述的超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板的制备方法，包括以下步骤：
A)预浸料制备：将UHMWPE纤维或纤维织物在基体树脂中进行浸润，制备UHMWPE纤维增强的预浸料，并将制备好的预浸料收卷成预浸料卷材；
B)金属薄板表面处理：利用喷砂或者阳极氧化对金属薄板表面进行处理，提高金属薄板表面粗糙度，之后将表面处理完毕的金属薄板收卷成金属卷材；
C)喷胶：将预浸料卷材和金属卷材按照铺层结构放置在层板辊压机上，利用喷枪在金属薄板需要粘接的表面喷涂胶黏剂，胶黏层的厚度控制在0.03～0.05mm；
D)预热：将预浸料卷材和喷胶后的金属薄板送入预热炉中，利用自动控制红外加热，加热温度100～120℃,时间30～60s；
E)辊压：将完成预热的预浸料和喷胶的金属薄板送入多组热压辊进行热压复合；热压辊的温度控制在120～125℃，辊压间隙小于目标制备的纤维金属层板理论厚度值0.1～0.5mm；金属薄板与热压辊接触时间保持30～60s,辊压压力保持在16～20MPa；
F)校平：使用辊式矫平机将经过辊压后的纤维金属层板进行表面校平，提高表面平整度；
G)剪切：使用剪切机将制备的超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板裁剪成所需规格。
进一步的，步骤A)中所述的基体树脂为：聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂中的任意一种或其对应的改性树脂。
进一步的，步骤A)中所述的预浸料为树脂浸润的单向UHMWPE纤维布或UHMWPE纤维织物,厚度为0.1～2.0mm。
进一步的，步骤B)中所述的金属薄板为铝合金、钛合金、不锈钢、镀锌板中的任意一种，厚度为0.1～2.0mm。
进一步的，步骤C)中所述的铺层结构的最外层均为金属薄板。
进一步的，步骤C)中所述的层板辊压机包括预热炉，多组热压辊，辊式矫平机和剪切机；步骤C)中所述的胶黏剂是环氧树脂胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂、聚氨酯胶黏剂、聚苯乙烯胶黏剂、改性乙烯-醋酸乙烯共聚物胶黏剂、氯化聚丙烯胶黏剂中的一种。
进一步的，步骤E)中所述的纤维金属层板理论厚度值是金属薄板的厚度值之和加上预浸料的厚度值之和，再加胶黏剂的厚度值之和。
一种上述超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板的制作装置，包括N+1组金属薄板导向装置、N组预浸料导向装置、及2N组胶黏剂喷涂装置；所述金属薄板导向装置和预浸料导向装置交替设置，并以所述超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板为中轴线对称布置；所述胶黏剂喷涂装置依次对准各层金属薄板、预浸料片材的各自的其中一面，位于中心位置的金属薄板或预浸料片材无胶黏剂喷涂装置与之对应。
进一步的，还包括依次设置在N+1组金属薄板导向装置及N组预浸料导向装置后方的预热炉4、多组热压辊5、辊式矫平机6、剪切机7。
本发明的有益效果在于：
1)拉伸强度高，不易磨损，纤维韧性强，使用时加工编制缠绕性能强，亲肤性好；
2)纤维剪切强度高，不易折断，即使断后延伸率较高，成本较之碳纤维大幅较低；
3)制备设备工作效率高，能胜任大批量高效率的生产任务，层板的总体制备成本较低。
4)制造装置设计巧妙，金属薄板导向装置、预浸料导向装置、胶黏剂喷涂装置相互配合，完成了高效率高质量的生产工作。
附图说明
图1是实施例一中，本发明超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板的示意图。
图2是实施例一中，本发明超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板制造工艺及装置的示意图。
图3是实施例二中，本发明超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板的示意图。
图4是实施例二中，本发明超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板的示意图。
图5是实施例三中，本发明超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板的示意图。
图6是实施例三中，本发明超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
超高分子量聚乙烯纤维(Ultra-High Molecular Weight Polyethylene Fiber，简称UHMWPE纤维)是指平均分子量在106以上的聚乙烯所纺出的纤维，具有高度取向伸直链结构。该纤维的综合性能突出，密度小，比拉伸强度为现有纤维中最高。该纤维是热塑性纤维，玻璃化转变温度较低，韧性好，断裂功高，塑性优于其它现有纤维，因此超高分子量聚乙烯纤维制成的复合材料在高的应变率和低温下仍具有较有良好的力学性能，抗冲击性能比普通的玻璃纤维、碳纤维以及芳纶纤维高。超高分子量聚乙烯纤维吸水率低于0.01％，耐腐蚀，耐紫外线辐射，耐磨性能高。此外，相比于碳纤维超高分子量聚乙烯纤维的市场价格优势明显，原料来源丰富，市场竞争力强。本发明采用UHMWPE纤维作为纤维金属层板的组成材料。
实施例1：
参见图1-2，图1显示了一种2/1结构的超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板，由二层0.8mm厚的铝合金5083-O薄板1和一层0.4mm厚的UHMWPE纤维增强聚苯乙烯基预浸料2组成，其中铝合金5083-O薄板1和UHMWPE纤维增强聚苯乙烯基预浸料2交替铺层，且铝合金和预浸料之间有一层厚度为0.03mm厚的聚苯乙烯胶黏层3。
如图1和图2所示，本超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板的制备过程是：
(1)预浸料制备：将UHMWPE纤维编织布以10m/min的速度浸渍通过120℃的熔融的改性聚苯乙烯，然后均匀排布在辊筒上，待树脂冷却后裁剪，制成UHMWPE纤维体积含量为70％，厚度为0.4mm的UHMWPE纤维编织布增强的预浸料2，待树脂表面干燥后收卷；
(2)金属薄板表面处理：使用阳极氧化工艺对铝合金5083-O薄板1表面进行处理，构造粗糙表面，之后将表面处理完毕的5083-O金属薄板1收卷；
(3)喷胶：将预浸料2和5083-O金属薄板1按照铺层结构放置在层板辊压机上后，利用喷枪在铝合金5083-O薄板1需要粘接的表面喷涂聚苯乙烯胶黏剂3，胶黏层的厚度控制在0.03mm；；
(4)预热：将预浸料2和喷胶后的5083-O金属薄板1按照铺层结构放置后送入预热炉4中，利用自动控制红外加热，加热温度120℃,时间60s；
(5)辊压：将完成预热的预浸料2和喷胶的铝合金5083-O薄板1送入多组热压辊5进行热压复合；热压辊5的温度控制在120℃，辊压间隙控制在1.9mm。金属薄板1与热压辊5接触时间保持60s,辊压压力保持在20MPa；
(6)校平：使用辊式矫平机6将经过辊压后的纤维金属层板进行表面校平，提高表面平整度；
(7)剪切：使用剪切机7将制备的超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板裁剪成所需规格。
实施例2
本发明为一种3/2结构的超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板，由三层0.3mm厚的钛合金TC4薄板1’和二层0.3mm厚的UHMWPE纤维增强环氧树脂基预浸料2组成，其中钛合金TC4薄板1’和UHMWPE纤维增强环氧树脂基预浸料2交替铺层，且钛合金TC4薄板1’和预浸料2之间有一层厚度为0.05mm厚的环氧树脂胶黏层3’。
如图3和图4所示，本超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板的制备过程是：
(1)预浸料制备：将连续的单向UHMWPE纤维在室温下以10m/min的速度浸渍通过环氧树脂溶液中，然后取出室内静置，制成UHMWPE纤维体积含量为60％，厚度为0.3mm的单向UHMWPE纤维布增强的环氧树脂预浸料2。待预浸料2表面树脂稍干燥后收卷。
(2)金属薄板表面处理：使用喷砂对钛合金TC4薄板1’表面进行处理，构造粗糙表面，然后将金属表面除油清洗完毕，最后将钛合金TC4薄板1’收卷；
(3)喷胶：将预浸料2和钛合金TC4薄板1’按照铺层结构放置在层板辊压机上后，利用喷枪在钛合金TC4薄板1’需要粘接的表面喷涂环氧树脂胶黏剂3’，胶黏层的厚度控制在0.05mm；
(4)预热：将预浸料2和喷胶后钛合金TC4薄板1’送入预热炉4中加热，加热温度110℃,时间60s；
(5)辊压：将完成预热的预浸料2和喷胶的钛合金TC4薄板1’送入多组热压辊5进行热压复合；热压辊5的温度控制在120℃，辊压间隙控制在1.6mm。钛合金TC4薄板1’与热压辊5接触时间保持60s,辊压压力保持在18MPa；
(6)校平：使用辊式矫平机6将经过辊压后的纤维金属层板进行表面校平，提高表面平整度；
(7)剪切：使用剪切机7将制备的超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板裁剪成所需规格。
实施例3
本发明为一种4/3结构的超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板，由四层0.3mm厚的铝合金2024-T8薄板1”和三层0.3mm厚的UHMWPE纤维无纺布增强的聚氨酯基预浸料2组成，其中铝合金2024-T8薄板1”和UHMWPE纤维无纺布增强的聚氨酯基预浸料2交替铺层，且铝合金和预浸料之间有一层厚度为0.05mm厚的聚氨酯胶黏层3”。
如图5和图6所示，本超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板的制备过程是：
(1)预浸料制备：将单向的UHMWPE纤维织布以10mm/min的速度在室温下浸渍通过改性的聚氨酯溶液，然后0°和90°两个方向交替铺层热压，待树脂冷却后裁剪，制成UHMWPE纤维体积含量为60％，厚度为0.3mm的UHMWPE纤维无纺布增强的聚氨酯基预浸料2，最后收卷；
(2)金属薄板表面处理：使用阳极氧化工艺对铝合金2024-T8薄板1”表面进行处理，构造粗糙表面，之后将表面处理完毕的2024-T8金属薄板1”收卷；
(3)喷胶：将预浸料2和2024-T8金属薄板1”按照铺层结构放置在层板辊压机上后，利用喷枪在铝合金2024-T8薄板1”需要粘接的表面喷涂聚氨酯胶黏剂3”，胶黏层的厚度控制在0.05mm；
(4)预热：将预浸料2和喷胶后的2024-T8金属薄板1”送入预热炉4中，利用自动控制红外加热，加热温度100℃,时间30s；
(5)辊压：将完成预热的预浸料2和喷胶后的铝合金2024-T8薄板1”送入多组热压辊5进行热压复合；热压辊的温度控制在120℃，辊压间隙控制在2.3mm。铝合金2024-T8薄板1”与热压辊4接触时间保持30s,辊压压力保持在20MPa；
(6)校平：使用辊式矫平机6将经过辊压后的纤维金属层板进行表面校平，提高表面平整度；
(7)剪切：使用剪切机7将制备的超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板裁剪成所需规格。
本发明采用超高分子量聚乙烯纤维的优越性能是由于其具有亚甲基相连(—CH2—CH2—)的超分子链结构，没有侧基，结构对称、规整，单键内旋转位垒低，柔性好。在－150℃的环境，该纤维仍保持良好的耐挠曲性，无脆化点；本发明方案设计的层板辊压机是自动化流水操作，辊压效率高，可一次性放置大量的卷材后无需二次开模铺放材料，制备效率远高于使用热压机进行层板的热压制备工艺。
以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板，其特征在于：由金属薄板和UHMWPE纤维增强的预浸料交替叠加构成，所述的金属薄板和UHMWPE纤维增强的预浸料片材由胶黏剂粘接经辊压而成。
2.一种如权利要求1所述的超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A)预浸料制备：将UHMWPE纤维或纤维织物在基体树脂中进行浸润，制备UHMWPE纤维增强的预浸料，并将制备好的预浸料收卷成预浸料卷材；
B)金属薄板表面处理：利用喷砂或者阳极氧化对金属薄板表面进行处理，提高金属薄板表面粗糙度，之后将表面处理完毕的金属薄板收卷成金属卷材；
C)喷胶：将预浸料卷材和金属卷材按照铺层结构放置在层板辊压机上，利用喷枪在金属薄板需要粘接的表面喷涂胶黏剂，胶黏层的厚度控制在0.03～0.05mm；
D)预热：将预浸料卷材和喷胶后的金属薄板送入预热炉中，利用自动控制红外加热，加热温度100～120℃,时间30～60s；
E)辊压：将完成预热的预浸料和喷胶的金属薄板送入多组热压辊进行热压复合；热压辊的温度控制在120～125℃，辊压间隙小于目标制备的纤维金属层板理论厚度值0.1～0.5mm；金属薄板与热压辊接触时间保持30～60s,辊压压力保持在16～20MPa；
F)校平：使用辊式矫平机将经过辊压后的纤维金属层板进行表面校平，提高表面平整度；
G)剪切：使用剪切机将制备的超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板裁剪成所需规格。
3.如权利要求2所述的纤维金属层板的制备方法，其特征在于：步骤A)中所述的基体树脂为：聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂中的任意一种或其对应的改性树脂。
4.如权利要求2所述的纤维金属层板的制备方法，其特征在于：步骤A)中所述的预浸料为树脂浸润的单向UHMWPE纤维布或UHMWPE纤维织物,厚度为0.1～2.0mm。
5.如权利要求2所述的纤维金属层板的制备方法，其特征在于：步骤B)中所述的金属薄板为铝合金、钛合金、不锈钢、镀锌板中的任意一种，厚度为0.1～2.0mm。
6.如权利要求2所述的纤维金属层板的制备方法，其特征在于：步骤C)中所述的铺层结构的最外层均为金属薄板。
7.如权利要求2所述的纤维金属层板的制备方法，其特征在于：步骤C)中所述的层板辊压机包括预热炉，多组热压辊，辊式矫平机和剪切机；步骤C)中所述的胶黏剂是环氧树脂胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂、聚氨酯胶黏剂、聚苯乙烯胶黏剂、改性乙烯-醋酸乙烯共聚物胶黏剂、氯化聚丙烯胶黏剂中的一种。
8.如权利要求2所述的纤维金属层板的制备方法，其特征在于：步骤E)中所述的纤维金属层板理论厚度值是金属薄板的厚度值之和加上预浸料的厚度值之和，再加胶黏剂的厚度值之和。
9.一种如权利要求1所述的超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板的制作装置，其特征在于：
包括N+1组金属薄板导向装置、N组预浸料导向装置、及2N组胶黏剂喷涂装置；
所述金属薄板导向装置和预浸料导向装置交替设置，并以所述超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板为中轴线对称布置；所述胶黏剂喷涂装置依次对准各层金属薄板、预浸料片材的各自的其中一面，位于中心位置的金属薄板或预浸料片材无胶黏剂喷涂装置与之对应。
10.如权利要求9所述的超高分子量聚乙烯纤维增强的纤维金属层板的制作装置，其特征在于：还包括依次设置在N+1组金属薄板导向装置及N组预浸料导向装置后方的预热炉(4)、多组热压辊(5)、辊式矫平机(6)、剪切机(7)。
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109822997A (zh) * 2019-03-26 2019-05-31 中国人民解放军陆军工程大学 一种槽型构件及其制备方法
WO2019134336A1 (zh) * 2018-01-05 2019-07-11 汉达精密电子(昆山)有限公司 机构件产品及其成型方法
CN110001034A (zh) * 2018-01-05 2019-07-12 汉达精密电子(昆山)有限公司 可折叠的机构件产品及其成型方法
CN110592803A (zh) * 2019-10-10 2019-12-20 上海盈兹无纺布有限公司 一种热风无纺布热压成型设备及其制备无纺布的方法
CN111169040A (zh) * 2020-02-05 2020-05-19 嵊州潘辰机械科技有限公司 一种超高分子量聚乙烯纤维拼压装置
CN111231366A (zh) * 2020-01-14 2020-06-05 上海交通大学 Cfrp/铝合金热成形淬火时效共固化一体化成形方法
CN111231375A (zh) * 2020-01-14 2020-06-05 上海交通大学 Cfrp/铝合金复合结构热成形共固化一体化成形方法
CN111674120A (zh) * 2020-05-13 2020-09-18 宁波华源精特金属制品有限公司 一种连接杆
CN111823667A (zh) * 2020-06-12 2020-10-27 燕山大学 一种Al/CFRTP/Al复合板快速制备工艺
CN112848555A (zh) * 2021-01-07 2021-05-28 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 一种纤维金属层板复合材料及其制备方法
CN113183492A (zh) * 2021-04-02 2021-07-30 太原理工大学 一种不锈钢/碳纤维/不锈钢层合板辊压工艺
CN113232327A (zh) * 2021-04-30 2021-08-10 南京工程学院 纤维-金属混杂的薄壁结构制备方法、复合管成形方法及滚压成形装置
CN113910598A (zh) * 2021-11-26 2022-01-11 天津中德应用技术大学 电子设备机箱的3d打印碳纤维复合材料方法
CN115447173A (zh) * 2022-08-23 2022-12-09 湖南大学 一种超声波辅助纤维金属层板的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1295596A (zh) * 1997-11-26 2001-05-16 住友电木株式会社 生产预浸料和层板的方法
CN1733470A (zh) * 2004-09-01 2006-02-15 王云松 纤维－纯钛金箔复合型材、制作方法及其固化模具
US20100233479A1 (en) * 2008-02-26 2010-09-16 Shandong Icd High Performance Fibres Co., Ltd. Colored High Strength Polyethylene Fiber and Preparation Method Thereof
CN103029376A (zh) * 2012-12-21 2013-04-10 官宇寰 一种金属-纤维复合层板及其制造方法
CN105383117A (zh) * 2015-12-25 2016-03-09 耀奇鑫科技（深圳）有限公司 一种高弹模增强纤维与铝合金复合材料及其制备工艺
CN105563943A (zh) * 2015-12-25 2016-05-11 耀奇鑫科技（深圳）有限公司 一种高弹模增强纤维与镀锌钢复合材料及其制备工艺

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1295596A (zh) * 1997-11-26 2001-05-16 住友电木株式会社 生产预浸料和层板的方法
CN1733470A (zh) * 2004-09-01 2006-02-15 王云松 纤维－纯钛金箔复合型材、制作方法及其固化模具
US20100233479A1 (en) * 2008-02-26 2010-09-16 Shandong Icd High Performance Fibres Co., Ltd. Colored High Strength Polyethylene Fiber and Preparation Method Thereof
CN103029376A (zh) * 2012-12-21 2013-04-10 官宇寰 一种金属-纤维复合层板及其制造方法
CN105383117A (zh) * 2015-12-25 2016-03-09 耀奇鑫科技（深圳）有限公司 一种高弹模增强纤维与铝合金复合材料及其制备工艺
CN105563943A (zh) * 2015-12-25 2016-05-11 耀奇鑫科技（深圳）有限公司 一种高弹模增强纤维与镀锌钢复合材料及其制备工艺

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
朱元光: "《混凝土的胶接 密封与修补》", 30 December 1994 *
杨光: "《新兴产业和高新技术现状与前景研究丛书 飞机制造技术现状与应用前景》", 30 May 2015 *

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019134336A1 (zh) * 2018-01-05 2019-07-11 汉达精密电子(昆山)有限公司 机构件产品及其成型方法
CN110007714A (zh) * 2018-01-05 2019-07-12 汉达精密电子(昆山)有限公司 可折叠的机构件产品及其成型方法
CN110001034A (zh) * 2018-01-05 2019-07-12 汉达精密电子(昆山)有限公司 可折叠的机构件产品及其成型方法
CN109822997A (zh) * 2019-03-26 2019-05-31 中国人民解放军陆军工程大学 一种槽型构件及其制备方法
CN110592803B (zh) * 2019-10-10 2020-09-04 上海盈兹无纺布有限公司 一种热风无纺布热压成型设备及其制备无纺布的方法
CN110592803A (zh) * 2019-10-10 2019-12-20 上海盈兹无纺布有限公司 一种热风无纺布热压成型设备及其制备无纺布的方法
CN111231366A (zh) * 2020-01-14 2020-06-05 上海交通大学 Cfrp/铝合金热成形淬火时效共固化一体化成形方法
CN111231375A (zh) * 2020-01-14 2020-06-05 上海交通大学 Cfrp/铝合金复合结构热成形共固化一体化成形方法
CN111169040B (zh) * 2020-02-05 2021-03-12 嵊州潘辰机械科技有限公司 一种超高分子量聚乙烯纤维拼压装置
CN111169040A (zh) * 2020-02-05 2020-05-19 嵊州潘辰机械科技有限公司 一种超高分子量聚乙烯纤维拼压装置
CN111674120A (zh) * 2020-05-13 2020-09-18 宁波华源精特金属制品有限公司 一种连接杆
CN111823667A (zh) * 2020-06-12 2020-10-27 燕山大学 一种Al/CFRTP/Al复合板快速制备工艺
CN112848555A (zh) * 2021-01-07 2021-05-28 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 一种纤维金属层板复合材料及其制备方法
CN112848555B (zh) * 2021-01-07 2023-03-21 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 一种纤维金属层板复合材料及其制备方法
CN113183492A (zh) * 2021-04-02 2021-07-30 太原理工大学 一种不锈钢/碳纤维/不锈钢层合板辊压工艺
CN113232327A (zh) * 2021-04-30 2021-08-10 南京工程学院 纤维-金属混杂的薄壁结构制备方法、复合管成形方法及滚压成形装置
CN113910598A (zh) * 2021-11-26 2022-01-11 天津中德应用技术大学 电子设备机箱的3d打印碳纤维复合材料方法
CN113910598B (zh) * 2021-11-26 2024-03-08 天津中德应用技术大学 电子设备机箱的3d打印碳纤维复合材料方法
CN115447173A (zh) * 2022-08-23 2022-12-09 湖南大学 一种超声波辅助纤维金属层板的制备方法

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