一種拉擠成型的木質芯材復合材料型材的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種拉擠成型的木質芯材復合材料型材，該型材可以作為梁或作為柱，型材的形狀可以為矩形、圓形或六邊形；該型材包括復合材料外殼和木質芯材，所述復合材料外殼采用的纖維和樹脂固化而成，木質芯材設置在復合材料外殼內部，木質芯材包括以下幾種形式：所述木質芯材的中心開設有孔洞；所述木質芯材分為多個小塊，各個小塊中間留有十字形空隙，該空隙填充有十字形的軟質泡沫；所述木質芯材四周的邊上開設有孔洞，該孔洞填充有軟質泡沫；所述木質芯材內設有自攻螺絲，自攻螺絲沿長度方向在復合材料型材頂面分兩排打入。本發明通過改變內部木芯的形式，減少木芯干縮濕脹引起復合材料外殼的開裂，以實現工程領域的批量應用。
【專利說明】
一種拉擠成型的木質芯材復合材料型材
技術領域
[0001]本發明涉及的是一種新的拉擠成型的復合材料型材，具體地說是通過改變內部木質芯材的形式提高復合材料型材在結構使用中的安全性，以實現工程領域的批量應用。
【背景技術】
[0002]復合材料夾芯結構作為一種高效的結構材料，和其它材料的結構相比，復合材料夾芯結構具有較高的比剛度和比強度，易于加工和改型、耐腐蝕，因此這種結構在多種技術領域都得到了大量的應用。由于木材具有質輕而韌，導熱系數小，取材方便等特點，所以其被作為芯材廣泛的應用在夾層結構中。
[0003]木材干縮和濕脹:濕材因干燥而縮減其尺寸的現象稱之為干縮;干材因吸收水分而增加其尺寸與體積的現象稱之為濕脹。干縮和濕脹現象主要在木材含水率小于纖維飽和點的這種情況下發生，當木材含水率在纖維飽和點以上，其尺寸、體積是不會發生變化的。木材干縮與木材濕脹是發生在二個完全相反的方向上，二者均會引起木材尺寸與體積的變化。對于小尺寸而無束縛應力的木材，理論上說其干縮與濕脹是可逆的；對于大尺寸實木試件，由于干縮應力及吸濕滯后現象的存在，干縮與濕脹是不完全可逆的。干縮與濕脹對材料利用有很大的影響。干縮對木材利用的影響主要是引起木制品尺寸收縮而產生的縫隙、翹曲變形與開裂;濕脹不僅增大木制品的尺寸發生地板隆起，使復合材料開裂，影響其性能。因此復合材料型材在施工過程中，由于內部木芯的干縮與濕脹會引起外部復合材料外殼開裂，從而使整個構件喪失承載力。
[0004]因此本發明通過改變內部木芯的形式減少木材干縮與濕脹對構件性能產生的影響，更好地發揮復合材料夾芯結構的優勢。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于克服木質芯材干縮濕脹引起體積變化導致復合材料外殼開裂的缺點，提供了一種拉擠成型的木質芯材復合材料型材，采用多種木芯的形式控制木芯干縮濕脹對材料性能的影響。
[0006]本發明采用的技術方案為:一種拉擠成型的木質芯材復合材料型材，該型材作為梁或作為柱，型材包括復合材料外殼和木質芯材，所述復合材料外殼采用的纖維和樹脂固化而成，木質芯材設置在復合材料外殼內部，木質芯材包括以下幾種形式:
[0007]所述木質芯材的中心開設有孔洞；
[0008]所述木質芯材分為多個小塊，各個小塊中間留有十字形空隙，該空隙填充有十字形的軟質泡沫；
[0009]所述木質芯材四周的邊上開設有孔洞，該孔洞填充有軟質泡沫；
[0010]所述木質芯材內設有自攻螺絲，自攻螺絲沿長度方向在復合材料型材頂面分兩排打入。
[0011 ]作為優選，所述復合材料外殼采用的纖維為碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維、混雜纖維中的至少一種;纖維為單向纖維或者雙向纖維或多向纖維布中的一種;采用的樹脂為不飽和聚酯、鄰苯聚酯、乙烯基樹脂、環氧樹脂、無機樹脂、熱塑性樹脂材料中的至少一種。
[0012]作為優選，所述型材形狀可以為矩形和圓形。
[0013]作為優選，所述軟質泡沫為聚氨酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯或酚醛泡沫塑料。
[0014]作為優選，所述木質芯材的中心開設孔洞的截面形狀為矩形、圓形、三角形，或其余多邊形狀。
[0015]作為優選，所述自攻螺絲的直徑為5mm或6mm。
[0016]作為優選，所述型材的形狀為矩形、圓形或六邊形。
[0017]—種上述拉擠成型的木質芯材復合材料型材的施工方法，包括以下步驟:
[0018]用木材加工成所述的各種形式的木芯，同時對芯材上面表面與側面進行粗糙處理；
[0019]將纖維與芯材一起進入填充樹脂浸膠槽，通過模具定位進入加熱固化模具，通過牽引設備拉擠成型，最后通過切割設備切割成所需尺寸。
[0020]有益效果:本發明一種拉擠成型復合材料型材，使用壽命長，易維護，內部木芯的干縮與濕脹對構件復合材料外殼影響較小，操作簡便實用。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明的第一種形式木質芯材被分為多塊，每塊之間通過軟質泡沫連接，泡沫為十字形，復合材料型材立面示意圖；
[0022]圖2為本發明的第二種形式木質芯材四周開洞并填充泡沫的復合材料型材立面示意圖；
[0023]圖3為本發明的第三種形式木質芯材的中心開洞的復合材料型材立面示意圖；
[0024]圖4為圖1的截面示意圖；
[0025]圖5為圖2的截面示意圖；
[0026]圖6為圖3的截面示意圖；
[0027]圖7為本發明的第四種形式木質芯材設有自攻螺絲示意圖。
[0028]圖8-圖10位本發明的第五種形式復合材料型材形狀為圓形示意圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步說明。
[0030]實施例1
[0031]如圖1和圖4所示，本發明是一種拉擠成型木芯復合材料型材，型材作為柱，包括復合材料外殼2、木質芯材I和軟質泡沫3，以普通柱規格，長度為3000mm，寬度為90mm，厚度為120mm。內部木質芯材I尺寸長度為3000mm，寬度為78mm，高度為108mm;中心為寬度6mm的十字型軟質泡沫3，組成內部木質芯材I;外部為6mm厚單向玻璃纖維，將芯材與玻璃纖維一起進入填充樹脂的浸膠槽，通過模具定位加熱固化，再通過牽引設備拉擠成型，即可得到一種拉擠成型的木質芯材復合材料型材。
[0032]實施例2
[0033]如圖2和圖5所示，本發明是一種拉擠成型木芯復合材料型材，型材作為柱，包括復合材料外殼2、木質芯材I和軟質泡沫3，以普通柱規格，長度為3000mm，寬度為90mm，厚度為120mm。內部木質芯材I尺寸長度為3000mm，寬度為78mm，高度為108mm;在木質芯材I四周開洞，洞的長度為3000mm，寬度為20mm，高度為15mm;并在洞口處填充軟質泡沫3，軟質泡沫3長度為3000mm，寬度為20mm，高度為15mm;組成內部木質芯材I ；外部為6mm厚單向玻璃纖維，將芯材與玻璃纖維一起進入填充樹脂的浸膠槽，通過模具定位加熱固化，再通過牽引設備拉擠成型，即可得到一種拉擠成型的木質芯材復合材料型材。
[0034]實施例3
[0035]如圖3和圖6所示，本發明是一種拉擠成型木芯復合材料型材，型材作為柱，包括復合材料外殼2和木質芯材I，以普通柱規格，長度為3000mm，寬度為90mm，厚度為120mm。內部木質芯材I尺寸長度為3000mm，寬度為78mm，高度為108mm;木質芯材I中心開洞，洞的大小為長度3000mm，寬度為30mm，高度為40mm，外部為6mm厚單向玻璃纖維，將芯材與玻璃纖維一起進入填充樹脂的浸膠槽，通過模具定位加熱固化，再通過牽引設備拉擠成型，即可得到一種拉擠成型的木質芯材復合材料型材。
[0036]實施例4
[0037]如圖7所示，本發明是一種拉擠成型木芯復合材料型材，型材作為柱，包括復合材料外殼2、木質芯材I和自攻螺絲4，以普通柱規格，長度為3000mm，寬度為90mm，厚度為120mm。內部木質芯材I尺寸長度為3000mm，寬度為78mm，高度為108mm;沿長度方向在復合材料型材頂面打兩排自攻螺絲4，自攻螺絲4直徑為5mm，外部為6mm厚單向玻璃纖維，將芯材與玻璃纖維一起進入填充樹脂的浸膠槽，通過模具定位加熱固化，再通過牽引設備拉擠成型，即可得到一種拉擠成型的木質芯材復合材料型材。
[0038]實施例5
[0039]如圖8-10所示，本發明是一種拉擠成型的木芯復合材料型材，型材作為柱，包括復合材料外殼2、木質芯材I，以普通柱規格，長度為3000mm，直徑為100mm。內部木質芯材I尺寸長度為3000mm，直徑為90mm;木質芯材I分別采用:中心開設孔洞9(如圖8);木質芯材I分為多個小塊，各個小塊中間留有十字形空隙，該空隙填充有十字形的軟質泡沫3(如圖9)；木質芯材I四周的邊上開設有孔洞，該孔洞填充有軟質泡沫3(如圖10)。外部為5mm厚單向玻璃纖維，將芯材與玻璃纖維一起進入填充樹脂的浸膠槽，通過模具定位加熱固化，再通過牽引設備拉擠成型，即可得到一種拉擠成型的木質芯材復合材料型材。
[0040]以上結合附圖對本發明的實施方式做出詳細說明，但本發明不局限于所描述的實施方式。對本領域的普通技術人員而言，在本發明的原理和技術思想的范圍內，對這些實施方式進行多種變化、修改、替換和變形仍落入本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種拉擠成型的木質芯材復合材料型材，其特征在于:該型材作為梁或作為柱，型材包括復合材料外殼和木質芯材，所述復合材料外殼采用的纖維和樹脂固化而成，木質芯材設置在復合材料外殼內部，木質芯材包括以下幾種形式: 所述木質芯材的中心開設有孔洞； 所述木質芯材分為多個小塊，各個小塊中間留有十字形空隙，該空隙填充有十字形的軟質泡沫； 所述木質芯材四周的邊上開設有孔洞，該孔洞填充有軟質泡沫； 所述木質芯材內設有自攻螺絲，自攻螺絲沿長度方向在復合材料型材頂面分兩排打入。2.根據權利要求1所述的一種拉擠成型的木質芯材復合材料型材，其特征在于:所述復合材料外殼采用的纖維為碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維、混雜纖維中的至少一種;纖維為單向纖維或者雙向纖維或多向纖維布中的一種;采用的樹脂為不飽和聚酯、鄰苯聚酯、乙烯基樹脂、環氧樹脂、無機樹脂、熱塑性樹脂材料中的至少一種。3.根據權利要求1所述的一種拉擠成型的木質芯材復合材料型材，其特征在于:所述軟質泡沫為聚氨酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯或酚醛泡沫塑料。4.根據權利要求1所述的一種拉擠成型的木質芯材復合材料型材，其特征在于:所述木質芯材邊緣有倒角，其中心開設孔洞的截面形狀為矩形、圓形、三角形，或其余多邊形狀。5.根據權利要求1所述的一種拉擠成型的木質芯材復合材料型材，其特征在于:所述自攻螺絲的直徑為5mm或6mm。6.根據權利要求1所述的一種拉擠成型的木質芯材復合材料型材，其特征在于:所述型材的形狀為矩形、圓形或六邊形。
【文檔編號】B27M1/00GK106013602SQ201610439795
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月17日
【發明人】萬里, 謝紅磊, 王璐, 裴海平, 劉偉慶, 方海, 方園, 齊玉軍
【申請人】南京工業大學