本申请涉及一种热塑性编织复合材料螺旋桨叶片的成型方法，属于复合材料成型。
背景技术：
1、三维编织复合材料具有轻质高强、结构可设计性好和易于复杂构件成型等优良特性，在航空航天、交通运输和军事能源等领域得到广泛应用，如火箭喉衬、螺旋桨叶片、发动机喷管、导弹头锥和碳纤维车架等。与之对应的二维编织技术具有材料损耗少、自动化程度高等优点，因此可以实现复杂构件的一次成型，非常适合各种曲面体、异形结构件的成型。
2、随着绿色经济的发展，热塑性复合材料因其可重复回收利用而成为科研与工业界的研究热点。面对热塑性复杂外形编织复合材料，由于热塑性树脂粘度太高，传统的rtm成型难以实现树脂的充模。因此，为解决热塑性编织复合材料的成型问题，确有必要提出一种创新的适用于热塑性编织复合材料成型的热塑编织复合纱成形方法，以克服现有技术存在的缺陷。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供一种热塑性编织复合材料螺旋桨叶片的成型方法，能够实现复杂异形曲面热塑性编织复合材料螺旋桨叶片的高效自动化成形。
2、具体地，本申请是通过以下方案实现的：
3、一种热塑性编织复合材料螺旋桨叶片的成型方法，步骤如下：
4、步骤一，以热塑性长丝和高性能纤维纱为原料，热塑性长丝通过加热形成树脂熔体，并加压挤压包覆在高性能纤维纱，冷却得到编织复合纱；
5、步骤二，以并丝机将编织复合纱卷绕在纱锭上形成编织机用纱轴；
6、步骤三，螺旋桨叶片芯模通过三爪卡盘固定在机械臂上，并与编织机用纱轴位置对应，启动编织机和机械臂，使编织复合纱按照设定规律编织包覆在螺旋桨叶片芯模表面，得到编织复合预制体；
7、步骤四，将编织复合预制体置于模压模具内，加热成型，得到热塑性编织复合材料螺旋桨叶片。
8、上述方案以热塑性长丝和高性能纤维纱为原料，热塑性长丝通过加热形成树脂熔体，该树脂熔体再经空压机等以一定的压力与高性能纤维纱汇合，使其包覆高性能纤维纱，最终形成热塑编织复合纱，该纱线的特征在于热塑长丝加热后全部填充至高性能纤维纱之间，使得高性能纤维之间不能发生相互错位移动，热塑编织复合纱的柔性相比高性能纤维纱降低，但纤维表面被热塑树脂包覆，能够显著改善纱线的耐摩擦性能，减小纱线编织过程中的损伤，降低最终复合材料内部纤维断丝，扭结等影响力学性能的致命缺陷。
9、进一步的，作为优选：
10、所述热塑性长丝为聚酰胺（pa，尼龙）、聚醚醚酮（peek）、聚乙烯（pe）和聚氨酯（pu）等中的任一种。
11、所述高性能纤维纱为碳纤维、石英纤维、碳化硅纤维、玄武岩纤维中的任一种。
12、步骤一中：
13、热塑性纤维加热形成树脂熔体过程中，聚酰胺（pa，尼龙）的加热温度适宜控制在240℃左右，聚醚醚酮（peek）的加热温度适宜控制在340℃左右，聚乙烯（pe）的加热温度适宜控制在160℃左右，聚氨酯（pu）的加热温度适宜控制在200℃左右。
14、所述加压是指将压力设置在0.1~0.3mpa。
15、热塑性长丝形成的树脂熔体通过拉挤包覆模具包覆在高性能纤维纱，所述拉挤包覆模具设置有电加热头、树脂注入管、纱线通道以及树脂流道，电加热头为整个拉挤包覆模具加热，以确保拉挤包覆模具处于适宜温度并恒温；纱线通道贯通拉挤包覆模具设置；树脂注入管一端与空压机连接，以注入树脂熔体，所述树脂注入管的末端位于拉挤包覆模具内，并在与之对应的纱线通道外周同心设置树脂流道，以便于树脂熔体经纱线通道供入的高性能纤维纱，在经过树脂注入管下方时，树脂熔体沿树脂流道和高性能纤维纱外轮廓均匀分布，实现热塑性长丝所对应的树脂的均匀包覆。更优选的，所述纱线通道可定制为圆形、椭圆形或跑道型。所述拉挤包覆模具为正方体或长方体结构，当采用长方体结构时，其长度方向为沿纱线通道的方向，可在模具内提供一个升温与降温的过渡区，实现包覆过程的均匀化。
16、在上述方案中，步骤一的编织复合纱还可以通过下述方案获得，即：
17、一种热塑性编织复合材料螺旋桨叶片的成型方法，步骤如下：
18、步骤一，以热塑性纤维纱和高性能纤维纱为原料，热塑性长丝与高性能纤维纱混合并丝，得到编织复合纱；
19、步骤二，以并丝机将编织复合纱卷绕在纱锭上形成编织机用纱轴；
20、步骤三，螺旋桨叶片芯模通过三爪卡盘固定在机械臂上，并与编织机用纱轴位置对应，启动编织机和机械臂，使编织复合纱按照设定规律编织包覆在螺旋桨叶片芯模表面，得到编织复合预制体；
21、步骤四，将编织复合预制体置于模压模具内，加热成型，得到热塑性编织复合材料螺旋桨叶片。
22、上述方案以热塑性纤维纱和高性能纤维纱为原料，热塑纤维纱与高性能纤维纱进行混合并丝，形成热塑纤维与高性能纤维混合纱，又称为热塑编织混合纱。该纱线的特征在于两种类型纤维之间可以发生错位滑动，纱线的柔性相对较好，能够适用于复杂外形的编织。
23、此时：
24、所述热塑性纤维纱为聚酰胺（pa，尼龙）、聚醚醚酮（peek）、聚乙烯（pe）和聚氨酯（pu）等中的任一种。
25、高性能纤维纱为碳纤维、石英纤维、碳化硅纤维、玄武岩纤维中的任一种。
26、热塑性纤维纱与高性能纤维纱的配和并丝比7~4:3~6，在保证无纤维长丝断裂起毛的前提下，并丝速度通常在20~50 m/min。
27、混合并丝工序中，热塑性纤维纱、高性能纤维纱分别经两组输送张力罗拉送至挡纱圆柱处，在挡纱圆柱处混合并丝。更优选的，所述输送张力罗拉以高低错位方式设置，挡纱圆柱处配合设置并丝张力罗拉完成混合并丝。
28、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明能够实现复杂异形曲面热塑性编织复合材料螺旋桨叶片的高效自动化成形，本发明的关键在于提出了两种热塑编织纱的成形技术，在热塑编织纱的基础上可以实现复杂异形编织复合材料预制体的高效低缺陷成形，进而可以通过模压工艺实现复杂异形编织复合材料螺旋桨叶片的高效自动化成形，有利于保证预制体质量的前提下大大降低生产成本。
1.一种热塑性编织复合材料螺旋桨叶片的成型方法，其特征在于，步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种热塑性编织复合材料螺旋桨叶片的成型方法，其特征在于：所述热塑性长丝为聚酰胺、聚醚醚酮、聚乙烯、聚氨酯中的任一种，高性能纤维纱为碳纤维、石英纤维、碳化硅纤维、玄武岩纤维中的任一种。
3.根据权利要求1所述的一种热塑性编织复合材料螺旋桨叶片的成型方法，其特征在于：步骤一中，所述加压是指将压力设置在0.1~0.3mpa。
4.根据权利要求1所述的一种热塑性编织复合材料螺旋桨叶片的成型方法，其特征在于：步骤一中，所述树脂熔体通过拉挤包覆模具包覆在高性能纤维纱，所述拉挤包覆模具设置有电加热头、树脂注入管、纱线通道以及树脂流道，电加热头为整个拉挤包覆模具加热，以确保拉挤包覆模具处于适宜温度并恒温；纱线通道贯通拉挤包覆模具设置；树脂注入管一端与空压机连接，以注入树脂熔体，所述树脂注入管的末端位于拉挤包覆模具内，并在与之对应的纱线通道外周同心设置树脂流道。
5.根据权利要求4所述的一种热塑性编织复合材料螺旋桨叶片的成型方法，其特征在于：所述拉挤包覆模具为正方体或长方体结构，当采用长方体结构时，其长度方向为沿纱线通道的方向。
6.一种热塑性编织复合材料螺旋桨叶片的成型方法，其特征在于，步骤如下：
7.根据权利要求6所述的一种热塑性编织复合材料螺旋桨叶片的成型方法，其特征在于：所述热塑性纤维纱为聚酰胺、聚醚醚酮、聚乙烯、聚氨酯中的任一种，高性能纤维纱为碳纤维、石英纤维、碳化硅纤维、玄武岩纤维中的任一种。
8.根据权利要求6所述的一种热塑性编织复合材料螺旋桨叶片的成型方法，其特征在于：步骤一中，热塑性纤维纱与高性能纤维纱的配和并丝比7~4:3~6。
9.根据权利要求6所述的一种热塑性编织复合材料螺旋桨叶片的成型方法，其特征在于：步骤一中，混合并丝工序中，热塑性纤维纱、高性能纤维纱分别经两组输送张力罗拉送至挡纱圆柱处，在挡纱圆柱处混合并丝。
10.根据权利要求9所述的一种热塑性编织复合材料螺旋桨叶片的成型方法，其特征在于：所述输送张力罗拉以高低错位方式设置，挡纱圆柱处配合设置并丝张力罗拉完成混合并丝。
