空心螺旋桨及其制造方法 |
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| 申请号 | CN201610863219.3 | 申请日 | 2016-09-29 | 公开(公告)号 | CN106142681A | 公开(公告)日 | 2016-11-23 |
| 申请人 | 河北大艾智能科技股份有限公司; | 发明人 | 田野; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种空心螺旋桨及其制造方法，空心螺旋桨包括空心 树脂 框架 以及包覆收压于所述空心树脂框架外的 碳 纤维 层；所述空心树脂框架以堆积成型方法制备一体成型。本发明的螺旋桨为空心结构，与 碳纤维 压层制成的实心结构相比，底面和顶面的表面形状可以单独设计，因此，便于单独调整螺旋桨顶面空气 接触 面的 雷诺数 ，从而对 层流 的粘性进行更合理的调控。同时，也有利于单独调整螺旋桨底面气流接触面的气流控制，从而强化对空气 摩擦 力 的调控。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种空心螺旋桨，其特征在于，包括空心树脂框架以及包覆收压于所述空心树脂框架外的碳纤维层；所述空心树脂框架以堆积成型方法制备一体成型。 |
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| 说明书全文 | 空心螺旋桨及其制造方法技术领域[0001] 本发明涉及螺旋桨技术领域，具体地说是一种空心螺旋桨及其制造方法。 背景技术[0002] 传统的螺旋桨采用木工制作或碳纤维压片式制造，一方面实心重量过大，重量无法降低，另外，异形雕洗加工难度大，造型困难，无法满足数字化流体力学模拟形状的制造，精度无法保证，大大降低了螺旋桨应有的功能和效率,导致试验结果和设计理论值相差甚远。而且，人工成本巨大，时间成本巨大，制造中还会产生环境污染。 发明内容[0003] 本发明的目的就是提供一种空心螺旋桨及其制造方法，以解决现有技术中实心螺旋桨所存在的重量大，精度无法保证的技术问题。 [0005] 所述碳纤维层为经过树脂预浸的单层碳纤维布，在所述碳纤维层外面制有光面树脂装饰层。 [0006] 所述空心树脂框架上设置有扰流凸起。 [0007] 所述空心树脂框架上设置有扰流凹坑。 [0008] 空心螺旋桨的制造方法包括以下步骤：a.以堆积成型方法制备一体成型的空心树脂框架； b.将经过树脂预浸的碳纤维布贴覆于空心树脂框架外表面，形成碳纤维层； c. 使所述碳纤维层压实贴覆于与其接触的树脂框架的实体表面得初制品。 [0009] 使所述碳纤维层压实贴覆于与其接触的树脂框架的实体表面通过以下步骤实现：a.在所述碳纤维层外罩套袋式膜状材料； b．对所述袋式膜状材料的袋口抽真空，使膜状材料以及碳纤维层依次收压于所述空心树脂框架层表面； c.置入固化箱升温固化使碳纤维粘附于所述空心树脂框架层，再去除套袋式膜状材料得初制品。 [0010] 使所述碳纤维层压实贴覆于与其接触的树脂框架的实体表面还可以通过以下步骤实现：a.在所述碳纤维层外缠裹热收缩材料； b.将a步制品置于加热空间内加热，使所述热收缩材料收缩，将所述碳纤维层压实并粘附于所述空心树脂框架层表面； c.去除热收缩材料即得初制品。 [0011] 将经过树脂预浸的碳纤维布贴覆于空心树脂框架外表面以形成碳纤维层按如下步骤实现：所述碳纤维层由与所述空心树脂框架形状相对应的双向碳纤维布若干片材料组成，所述若干片材料边缘处搭接形成包覆碳纤维层；也可以按如下步骤实现：将整块双向碳纤维布对头包覆于所述空心树脂框架外，剪除多余材料，使各相邻的剪切边之间搭接形成包覆碳纤维层。 [0012] 所述的空心螺旋桨的制造方法中，对所述初制品表面进行光面树脂装饰处理得空心螺旋桨。 [0014] 所述的空心螺旋桨的制造方法中，所制空心树脂框架设置有扰流凸起和扰流凹坑。本发明的螺旋桨为空心结构，与碳纤维压层制成的实心结构相比，底面和顶面的表面形状可以单独设计，因此，便于单独调整螺旋桨顶面空气接触面的雷诺数，从而对层流的粘性进行更合理的调控。同时，也有利于单独调整螺旋桨底面气流接触面的气流控制，从而强化对空气摩擦力的调控。 [0015] 另外，本发明的螺旋桨的结构，可以通过在空心树脂框架的外表面制有凹坑或突起而使螺旋桨的外表面具有扰流作用的凹坑或突起，从而可以很方便地对凹坑或突起的数量、形状及分布状态进行调整，进而使得所制螺旋桨可按预定要求进行精准调控。从而使螺旋桨应用过程中转动阻力更小，升力更大。 [0016] 本发明采用堆积成型方法制备空心树脂框架层，从而可以快速制造高精度异形流体螺旋桨，精确到微米级，平衡度做到零误差，表面的扰流凸起和/或扰流凹坑的精准设置有利于控制湍流、转捩、尾流对螺旋桨的干扰，使螺旋桨发挥最大功效，最终使螺旋桨动力提升百分之五十，成本降低百分之五十，工期缩短两倍以上，另外，本发明中的材料可回收利用，从而具有环保优势。附图说明 [0017] 图1是本发明的螺旋桨的结构示意图。 具体实施方式[0018] 下面结合附图对本发明作出说明，但该说明不对本发明构成任何限制。 [0019] 图1所示，空心螺旋桨包括空心树脂框架1以及包覆收压于所述空心树脂框架外的碳纤维层2；所述空心树脂框架以堆积成型方法即3D打印技术制备一体成型并在外表面上设置扰流凸起和扰流凹坑，包覆收压于所述空心树脂框架外的碳纤维层2也形成与扰流凸起和扰流凹坑位置相对应的凸起和凹坑。在碳纤维层外面按常规技术进行光面树脂装饰形成光面树脂装饰层3。图1显示，空心螺旋桨产品的表面布有凸起4和圆坑5。凸起和圆坑的形状、大小和分布根据设计需求设置。 [0020] 实施例1按如下步骤制备空心螺旋桨： a.以堆积成型方法制备一体成型的空心树脂框架； b. 将双向碳纤维布在单组份环氧树脂中浸轧再通过双辊轧除多余树脂，轧余率 25wt%，再双面封不粘膜打卷备用。单组份环氧树脂可以选用现有技术中常用于刷涂碳纤维布的环氧树脂即可。 [0021] 根据计算机转化（自动运算）给出的图纸裁剪结果，将经过树脂浸透的双向碳纤维布裁剪成与所述空心树脂薄壁框架形状相对应的若干个裁片，去掉双面不粘膜后，贴覆于空心树脂框架外表面，各相邻材料边缘处搭接形成包覆于空心树脂框架外的碳纤维层。 [0022] c. 在所述碳纤维层外罩套袋式膜状材料；对所述袋式膜状材料的袋口抽真空，使膜状材料以及碳纤维层依次收压于所述空心树脂框架层表面；置入固化箱升温固化，温度为100～120℃，时间为1 .5～3小时。使碳纤维粘附于所述空心树脂框架层，再去除套袋式膜状材料得初制品。膜状材料可以选用热缩膜，也可以选用能实现上述功能的各种材料。 [0023] d.按常规技术对所述初制品表面进行光面树脂装饰处理得空心螺旋桨。 [0024] 实施例2a.以堆积成型方法制备一体成型的空心树脂框架；框架表面设置有扰流凸起和圆形的扰流凹坑。 [0025] b. 将双向碳纤维布在单组份环氧树脂中浸轧再通过双辊轧除多余树脂，轧余率35wt%，再双面封不粘膜打卷备用。单组份环氧树脂可以选用现有技术中常用于刷涂碳纤维布的环氧树脂即可。 [0026] 去掉内双面不粘膜后，将整块双向碳纤维布对头包覆于所述空心树脂框架外，剪除多余材料，使各相邻的剪切边之间搭接形成包覆碳纤维层，贴覆于空心树脂框架外表面，形成包覆于空心树脂框架外的碳纤维层。 [0027] c.在所述碳纤维层外缠裹热收缩材料；将a步制品置于加热空间内加热，温度为100～120℃，时间为1 .5～3小时。使所述热收缩材料收缩，将所述碳纤维层压实并粘附于所述空心树脂框架层表面；去除热收缩材料即得初制品。热收缩材料可以选用热缩膜，也可以选用其它的能实现上述功能的材料。 [0028] d.按常规技术对所述初制品表面进行光面树脂装饰处理得空心螺旋桨。 [0029] 本实施例所制备的空心螺旋桨的桨体表面具有扰流凸起和圆形的扰流凹坑。 |
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