CN105881937B - 用于复合材料成型的整体双层气囊及其制造方法 - Google Patents

用于复合材料成型的整体双层气囊及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于复合材料成型的整体双层气囊及其制造方法，由内外两层硫化的硅酮橡胶、气嘴组成，气嘴用于充气提供压力，外层气囊型面与成型的零件内表面外形一致，内层气囊型面与成型的零件中心通过梁外形一致。本发明还提供一种用于复合材料成型的整体双层气囊的制造方法。根据本发明的方法制成的气囊工作面无拼接，厚度均匀，零件固化时提供的压力均匀，能够保证生产的复合材料构件有更高的质量。

Description

用于复合材料成型的整体双层气囊及其制造方法
技术领域
本发明属于复合材料成型技术，涉及对用于扁担梁结构复合材料桨叶成型的气囊的改进。
背景技术
复合材料的可设计性、轻质、高强等特性使其在航空航天等领域获得了广泛应用，但复合材料构件的制造成本较高，主要是制造工艺复杂，目前扁担梁结构复合材料桨叶袖套主要采用模压成型法成型。在成型袖套结构零件时,由于传统模压分块厚度不均，特别是在对接位置不可控制造成袖套纤维验证皱褶，疲劳寿命下降，导致零件直接报废。为解决此问题，目前国内主要采用在分块气囊成型，柔软的气囊拼接位置无法控制，尖角厚度偏厚，成型时压力不均，零件成型质量不稳定。
在复合材料成型领域，常规成型工艺是用热压罐和热压机成型零部件，然后胶接组成整体，这样工艺制作的零件在拼接部位常常发生质量问题，影响使用寿命。目前采用复合材料气囊整体成型工艺可以克服热压成型的缺点，简化复合材料制件固化前的准备工序，可以保证复合材料构件有更高质量的结构规整度，是一种低成本、高效的复合材料成型工艺方法。在金属阴模的辅助下，采用内部气囊充气固化成型，完成工件后放气即可将气囊取出。复合材料气囊成型工艺可从工艺技术的角度出发，在一定程度上降低复合材料的加工成本，而采用整体气囊加工可以保证复合材料构件有更高质量的结构规整度，是一种低成本、高效、高质量的复合材料制件成型工艺方法。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种成型质量更高的用于蜂窝夹层复合材料成型的整体双层气囊，本发明的另一目的是提供一种上述双层气囊的制造方法。
为实现上述目的，本发明一种用于蜂窝夹层复合材料成型的整体双层气囊，由内外两层硫化的硅酮橡胶、气嘴组成，气嘴用于充气提供压力，外层气囊型面与成型的零件内表面外形一致，内层气囊型面与成型的零件中心通过梁外形一致。
本发明还提供一种用于复合材料成型的整体双层气囊的制造方法，制造的步骤如下：
一、模具准备；根据零件结构特点，设计专用的整体气囊成型模，采用合理的分块设计保证气囊硫化后能完成模具中脱出，模具材料选用硬铝；
二、铺贴内层未硫化硅酮橡胶；内层与外层搭接5mm范围内均匀压薄，保证后续与外层搭接时厚度相对均匀；
三、硫化；制作真空袋后，送入烘箱抽真空180℃硫化1小时；
四、修剪内层硫化硅酮橡胶；刀片小心修除多余飞边；
五、铺贴端头未硫化硅酮橡胶；
六、安装气嘴；气嘴支座附近额外铺2～3层硅酮橡胶加强；
七、铺贴外层未硫化硅酮橡胶；小心擀压搭接区域，保证未硫化硅酮橡胶与内层完全粘合；
八、充气；冲入0.1～0.15Mpa氮气，检查气密性；
九、硫化：充气压力保证0.1～0.15Mpa，升温至180℃，硫化2小时。
本发明的优点是：按照本发明的方法生产出来的气囊工作面无拼接，厚度均匀，零件固化时提供的压力均匀，从而保证复合材料的成型质量。
附图说明
图1为气囊结构示意图。
具体实施方式
下面，参考附图，对本发明进行更全面的说明，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本发明全面和完整，并将本发明的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。
为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。
本申请对现有气囊技术进行改进，提出了具有更优效果的整体双层气囊，用于扁担梁结构复合材料桨叶成型工艺。
用于蜂窝夹层复合材料成型的整体双层气囊，如图1所示，由硫化的内层硅酮橡胶1、外层硅酮橡胶2、气嘴3组成，气嘴3用于充气提供压力，外层气囊型面与成型的零件内表面外形一致，内层气囊型面与成型的零件中心通过梁4外形一致。
如上面所述的用于复合材料成型的整体双层气囊的制造方法，制造的步骤如下：
1、模具准备；更具零件结构特点，设计专用的整体气囊成型模，采用合理的分块设计保证气囊硫化后能完成模具中脱出，模具材料选用硬铝；
2、铺贴内层未硫化硅酮橡胶；内层与外层搭接5mm范围内均匀压薄，保证后续与外层搭接时厚度相对均匀；
3、硫化；制作真空袋后，送入烘箱抽真空180℃硫化1小时；
4、修剪内层硫化硅酮橡胶；刀片小心修除多余飞边；
5、铺贴端头未硫化硅酮橡胶；
6、安装气嘴；气嘴支座附近额外铺2～3层硅酮橡胶加强；
7、铺贴外层未硫化硅酮橡胶；小心擀压搭接区域，保证未硫化硅酮橡胶与内层完全粘合；
8、充气；冲入0.1～0.15Mpa氮气，检查气密性；
9、硫化：充气压力保证0.1～0.15Mpa，升温至180℃，硫化2小时。
按照本发明的方法生产出来的气囊工作面无拼接，厚度均匀，零件固化时提供的压力均匀，从而保证复合材料的成型质量。采用复合材料气囊整体成型工艺可以克服现有技术中热压成型以及分块气囊的缺点，简化复合材料制件固化前的准备工序，可以保证复合材料构件有更高质量的结构规整度，是一种低成本、高效的复合材料成型工艺方法。

Claims (3)

1.一种用于复合材料成型的整体双层气囊的制造方法，其特征在于，制造的步骤如下：
一、模具准备：根据零件结构特点，设计专用的整体气囊成型模；
二、铺贴内层未硫化硅酮橡胶：内层与外层搭接5mm范围内均匀压薄，保证后续与外层搭接时厚度相对均匀；
三、硫化：制作真空袋后，送入烘箱抽真空180℃硫化1小时；
四、修剪内层硫化硅酮橡胶：刀片修除多余飞边；
五、铺贴端头未硫化硅酮橡胶；
六、安装气嘴；
七、铺贴外层未硫化硅酮橡胶：小心擀压搭接区域，保证未硫化硅酮橡胶与内层完全粘合；
八、充气：充 入0.1～0.15Mpa氮气，检查气密性；
九、硫化：充气压力保证0.1～0.15Mpa，升温至180℃，硫化2小时。
2.根据权利要求1所述的用于复合材料成型的整体双层气囊的制造方法，其特征在于，采用合理的分块设计保证气囊硫化后能完成模具中脱出，模具材料选用硬铝。
3.根据权利要求1或2所述的用于复合材料成型的整体双层气囊的制造方法，其特征在于，气嘴支座附近额外铺2～3层硅酮橡胶加强。
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