CN106217907A - 用于收口式复合材料零件整体成型的方法 - Google Patents

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徐少晨
郑义珠
高龙飞
陈吉平
陈萍
刘卫平
王霖
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Abstract

本发明提供一种用于收口式复合材料零件整体成型的方法，包括步骤：加工复合材料零件的胚料；加工橡胶软模：利用橡胶软模的成型模和金属芯模成型橡胶软模，所述橡胶软模的形状与复合材料零件的形状相适应；组装：将所述橡胶软膜套到所述金属芯模上，在所述橡胶软膜的外侧铺贴一层无孔隔离膜，然后将所述复合材料零件的胚料套到所述橡胶软膜上；放入分瓣式阴模：将套装好的金属芯模、橡胶软模及复合材料零件的胚料一起放入凹腔内；将分瓣式阴模放置在成型平板模具上；密封打袋并抽真空；送入热压罐中固化。本发明的方法能够实现大曲率收口式复合材料零件整体成型。

Description

用于收口式复合材料零件整体成型的方法
技术领域
本发明属于复合材料成型工艺的技术领域，特别涉及一种用于大曲率收口式复合材料零件整体成型的方法。
背景技术
复合材料由于自身诸多优异性能在航空航天领域得到了广泛的应用，随着复合材料制造技术的进步，行业内发展出了一系列的成型工艺方法，如自动铺带、自动铺丝、热隔膜、液体成型技术等，这些技术的出现，使得一些型面复杂的大型复合材料零件的制造成为可能，同时具备较高的制造速度。
但是在航空航天领域，一部分大曲率零件由于型面复杂，结构为收口式导致脱模困难，同时内型腔空间狭小导致传压和打袋困难，因此很难采用复合材料整体成型，传统的方法是将该零件分解为2-3部分，采用钣金成型工艺，最后用机械连接将它们装配成一个整体零件。传统的方法虽然工艺简单，但是由于金属材料较重，装配的时候增加了紧固件的重量，同时零件的结构强度也比整体成型的零件要差。
发明内容
为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于收口式复合材料零件整体成型的方法，克服了复合材料零件采用传统工艺方法制造在重量和零件自身强度上的缺点，同时解决了该类零件整体脱模、零件内外表面质量控制、成型时内腔传压等技术难点。
具体地，根据本发明的用于收口式复合材料零件整体成型的方法包括步骤：
加工复合材料零件的胚料；
加工橡胶软模：利用橡胶软模的成型模和金属芯模成型橡胶软模，所述橡胶软模的形状与复合材料零件的形状相适应；
组装：将所述橡胶软膜套到所述金属芯模上，在所述橡胶软膜的外侧铺贴一层无孔隔离膜，然后将所述复合材料零件的胚料套到所述橡胶软膜上；
放入分瓣式阴模：所述分瓣式阴模包括左半阴模和右半阴模，所述左半阴模和所述右半阴模共同限定所述分瓣式阴模的凹腔，将套装好的金属芯模、橡胶软模及复合材料零件的胚料一起放入所述凹腔内，所述左半阴模和所述右半阴模利用锁紧装置锁紧；
将所述分瓣式阴模放置在成型平板模具上；
密封打袋并抽真空；
送入热压罐中固化。
其中，在密封打袋并抽真空的步骤中，采用真空袋密封胶条及真空袋密封打袋，所述真空袋覆盖所述分瓣式阴模，所述真空袋密封胶条布置在所述真空袋和所述成型平板模具之间。
其中，所述凹腔内涂覆有脱模剂。
复合材料零件成型过程中面临内腔压力传递及狭小空间打袋的问题，为此本发明设计了等厚度的橡胶软模及金属芯模，橡胶软模的厚度需要根据橡胶材料自身的膨胀率、复合材料零件的成型压力及零件几何尺寸等参数的不同而做相应调整。
另外，由于收口的结构特点，采用阳模成型无法脱模，为此本发明设计了分瓣式阴模完成复合材料零件的整体成型。
根据本发明的方法能够实现大曲率收口式复合材料零件整体成型，克服了复合材料零件采用传统工艺方法制造在重量和零件自身强度上的缺点，同时解决了复合材料零件整体脱模、零件内外表面质量控制、成型时内腔传压等技术难点。
附图说明
本发明的其它特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的优选实施方式更好地理解，其中：
图1是根据本发明的大曲率收口式复合材料零件的整体成型固化封装示意图；以及
图2是根据本发明的方法制造的复合材料零件的示意图。
具体实施方式
在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本发明一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本发明的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本发明的所有实施例。可以理解，在不偏离本发明的范围的前提下，可以利用其他实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。
如图1-2所示，根据本发明的用于收口式复合材料零件整体成型的方法的具体步骤如下：
加工复合材料零件5的胚料：在复合材料零件5的铺贴模具上铺贴一层无孔隔离膜，然后铺贴复合材料零件5的胚料，修切好胚料以后将胚料从铺贴模具上转移下来。
加工橡胶软模6：采用橡胶软模6的成型模和金属芯模7成型橡胶软模6，橡胶软模6的形状与复合材料零件5的形状相适应。
组装：在橡胶软模6外表面上铺贴一层无孔隔离膜，将橡胶软模6套到金属芯模7上，然后将复合材料零件5的胚料套到橡胶软模6上，套的过程中注意保型。
放入分瓣式阴模4：分瓣式阴模4包括左半阴模41和右半阴模42，左半阴模41和右半阴模42共同限定分瓣式阴模4的凹腔43。在凹腔43涂刷脱模剂，然后将涂刷好脱模剂的分瓣式阴模4打开，将已套装好的金属芯模7、橡胶软模6及复合材料零件5的胚料一起放入分瓣式阴模4的凹腔43中，然后左半阴模41和右半阴模42利用锁紧装置8锁紧。
将锁紧好的分瓣式阴模4放在成型平板模具1上，布置好真空嘴9后，采用真空袋密封胶条2及真空袋3密封打袋，真空袋3覆盖分瓣式阴模4，真空袋密封胶条2布置在真空袋3和成型平板模具1之间，从而将分瓣式阴模4、复合材料零件5的胚料、橡胶软模6以及金属芯模7密封在真空袋3和成型平板模具1之间。
最后，送入热压罐中固化。
复合材料零件成型过程中面临内腔压力传递及狭小空间打袋的问题，为此本发明设计了等厚度的橡胶软模及金属芯模，橡胶软模的厚度需要根据橡胶材料自身的膨胀率、复合材料零件的成型压力及零件几何尺寸等参数的不同而做相应调整。
另外，由于收口的结构特点，采用阳模成型无法脱模，为此本发明设计了分瓣式阴模完成复合材料零件的整体成型。
根据本发明的方法能够实现大曲率收口式复合材料零件整体成型，克服了复合材料零件采用传统工艺方法制造在重量和零件自身强度上的缺点，同时解决了复合材料零件整体脱模、零件内外表面质量控制、成型时内腔传压等技术难点。
以上已揭示本发明的具体实施例的技术内容及技术特点，然而可以理解，在本发明的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述公开的各种特征和未在此明确示出的特征的组合作各种变化和改进，但都属于本发明的保护范围。上述实施例的描述是示例性的而不是限制性的，本发明的保护范围由权利要求所确定。

Claims (3)

1.一种用于收口式复合材料零件整体成型的方法，其特征在于，包括步骤：
加工复合材料零件(5)的胚料；
加工橡胶软模(6)：利用橡胶软模的成型模和金属芯模(7)成型橡胶软模(6)，所述橡胶软模(6)的形状与复合材料零件(5)的形状相适应；
组装：将所述橡胶软膜(6)套到所述金属芯模(7)上，在所述橡胶软膜(6)的外侧铺贴一层无孔隔离膜，然后将所述复合材料零件(5)的胚料套到所述橡胶软膜(6)上；
放入分瓣式阴模：所述分瓣式阴模(4)包括左半阴模(41)和右半阴模(42)，所述左半阴模(41)和所述右半阴模(42)共同限定所述分瓣式阴模(4)的凹腔(43)，将套装好的金属芯模(7)、橡胶软模(6)及复合材料零件(5)的胚料一起放入所述凹腔(43)内，所述左半阴模(41)和所述右半阴模(42)利用锁紧装置(8)锁紧；
将所述分瓣式阴模(4)放置在成型平板模具(1)上；
密封打袋并抽真空；
送入热压罐中固化。
2.根据权利要求1所述的用于收口式复合材料零件整体成型的方法，其特征在于，在密封打袋并抽真空的步骤中，采用真空袋密封胶条(2)及真空袋(3)密封打袋，所述真空袋(3)覆盖所述分瓣式阴模(4)，所述真空袋密封胶条(2)布置在所述真空袋(3)和所述成型平板模具(1)之间。
3.根据权利要求1所述的用于收口式复合材料零件整体成型的方法，其特征在于，所述凹腔(43)内涂覆有脱模剂。
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