CN106696303A - 制作复合材料夹芯结构机翼蒙皮的工艺 - Google Patents

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余地
吴鹏程
周崇超
冯玉明
莫斌
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    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
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Abstract

本发明公开了一种制作复合材料夹芯结构机翼蒙皮的工艺，该工艺包括的步骤：将泡沫切割成泡沫芯材。在模具的模腔内铺设外蒙皮。在已铺设好的外蒙皮上铺放泡沫芯材。在铺放好的泡沫芯材上铺设内蒙皮。使用真空袋固化工艺，在高温环境下将铺设好的外蒙皮、泡沫芯材和内蒙皮固化成一体。采用本发明所述的工序制作的机翼蒙皮，这种机翼蒙皮一次一体化成型，泡沫夹心结构，具有质量轻、板面法向强度高、节省作业工序、尺寸稳定性好、减轻机翼重量的特点。

Description

制作复合材料夹芯结构机翼蒙皮的工艺
技术领域
本发明属于飞机制造技术领域，涉及制作复合材料夹芯结构机翼蒙皮的工艺。
背景技术
轻型飞机的机翼主要由翼梁、翼肋和机翼蒙皮胶接而成。树脂基复合材料具有良好的力学性能、优异的抗疲劳性能、结构可设计、耐化学腐蚀、耐气候等优点而被广泛运用于航空领域。目前，普遍使用树脂基碳纤复合材料成型机翼蒙皮，机翼蒙皮分为机翼上蒙皮和机翼下蒙皮，机翼上、下蒙皮结合处的间隙不仅增加了后期加工的难度，同时也影响机翼蒙皮的受力强度。对于玻璃钢机翼蒙皮，因玻璃钢机翼蒙皮弹性模量低和层间剪切强度低的特性，不得不提高翼梁强度和增加翼肋数量来保证机翼的整体强度和形状，翼肋数量的增加也增大了胶接的难度，胶接剂的使用量，胶接剂用量的增加无形中增加了机翼的重量。
发明内容
本发明的目的是提供一种制作复合材料夹芯结构机翼蒙皮的工艺，采用该工序制作的机翼蒙皮具有质量轻、板面法向强度高、节省作业工序、尺寸稳定性好、减轻机翼重量的特点。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种制作复合材料夹芯结构机翼蒙
皮的工艺，该工艺包括如下步骤：
A.将泡沫切割成泡沫芯材；
B.在模具的模腔内铺设外蒙皮；
C.在所述已铺设好的外蒙皮上铺放所述泡沫芯材；
D.在所述铺放好的泡沫芯材上铺设内蒙皮；
E.使用真空袋固化工艺，在高温环境下将所述铺设好的外蒙皮、泡沫芯材和内蒙皮固化成一体。
优选地，所述步骤A中切割而成的泡沫芯材包括机翼前缘端和机翼后缘端，机翼前缘端的第一切割面与该泡沫芯材的底面之间的角度为45度，机翼后缘端的第二切割面与泡沫芯材的底面之间的角度为30度。
优选地，所述步骤C中铺放的两块泡沫芯材之间的结合方式为平接或者对插接。
优选地，所述对插接结合方式为一块所述泡沫芯材的一端切割成“V”形凸起，与之对插接的另一块所述泡沫芯材的一端切割成“V”形凹槽，所述“V”形凸起端与所述“V”形凹槽端相插接。
优选地，所述内蒙皮的表面设有碳纤编织布，该碳纤编织布的编织纹路分别与机翼前缘和机翼后缘之间的角度都是45度。
本发明有益效果：采用本发明所述的工序制作的机翼蒙皮，这种机翼蒙皮一次一体化成型，泡沫夹芯结构，因此这种机翼蒙皮的质量轻，板面法向强度高，尺寸稳定性好。这种机翼蒙皮容易胶接到机翼上，而且不存在机翼上、下蒙皮结合处有间隙的问题，从而节省了作业工序，解决了机翼上、下蒙皮胶接间隙问题。由于这种机翼蒙皮具有良好的受力特性，从而保证了机翼的强度，减少了翼肋的数量，节省了胶接剂使用量，进而减轻了机翼重量。
附图说明
图1是本发明实施例的机翼蒙皮的成型示意图。
图2是泡沫芯材的示意图。
图3是两块泡沫芯材对插接时的示意图。
图4是碳纤编织布铺设于机翼的示意图。
模具1、内蒙皮2、泡沫芯材3、外蒙皮4、机翼5；
模腔11；
编织纹路21；
底面31、机翼前缘端32、第一切割面33、机翼后缘端34、第二切割面35；
机翼前缘51、机翼后缘52。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本实施例的机翼蒙皮的成型示意图。机翼蒙皮包括外蒙皮4、泡沫芯材3和内蒙皮2，泡沫芯材3设置在外蒙皮4和内蒙皮2之间，其中外蒙皮和内蒙皮的制作材料都为环氧树脂基碳纤预浸料，泡沫芯材的制作材料为聚氯乙烯。制作这种复合材料夹芯结构机翼蒙皮的工艺步骤如下：
第一步：先将泡沫切割成泡沫芯材3。参照图2，切割而成的泡沫芯材3包括机翼前缘端32和机翼后缘端34，机翼前缘端32的第一切割面33与该泡沫芯材3的底面31之间的角度为45度，机翼后缘端34的第二切割面35与泡沫芯材3的底面31之间的角度为30度。
第二步：在模具1的模腔11内铺设外蒙皮4。
第三步：在已铺设好的外蒙皮4上铺放泡沫芯材3。铺放的两块泡沫芯材3之间的结合方式为平接或者对插接，参照图3，对插接结合方式为一块所述泡沫芯材3的一端切割成“V”形凸起，与之对插接的另一块所述泡沫芯材3的一端切割成“V”形凹槽，“V”形凸起端与“V”形凹槽端相插接。还有，泡沫芯材3铺放时也要注意：1、机翼前缘50mm宽度范围内不铺放泡沫芯材3；2、泡沫芯材3的机翼前缘端32铺放在距离机翼前缘50mm处；3、机翼受力件安装位置处不能有泡沫芯材3平接方式铺放，需使用对插接方式进行铺放。
第四步：在铺放好的泡沫芯材3上铺设内蒙皮2。由于内蒙皮2的表面设有碳纤编织布，铺设内蒙皮2时，参照图4，碳纤编织布的编织纹路21分别与机翼5的机翼前缘51和机翼后缘52之间的角度都是45度。
第五步：使用真空袋固化工艺，在高温环境下将铺设好的外蒙皮4、泡沫芯材3和内蒙皮2固化成一体。
以上步骤完成后，机翼蒙皮就被制作出来了。
采用本发明的工序制作的机翼蒙皮，一次一体化成型，泡沫夹芯结构，因此这种机翼蒙皮的质量轻，板面法向强度高，尺寸稳定性好。这种机翼蒙皮也容易胶接到机翼上，而且不存在机翼上、下蒙皮结合处有间隙的问题，从而节省了作业工序，解决了机翼上、下蒙皮胶接间隙问题。由于这种机翼蒙皮具有良好的受力特性，从而保证了机翼的强度，减少了翼肋的数量，节省了胶接剂使用量，简化了作业，减轻机翼重量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种制作复合材料夹芯结构机翼蒙皮的工艺，其特征在于，该工艺包括如下步骤：
A.将泡沫切割成泡沫芯材(3)；
B.在模具(1)的模腔(11)内铺设外蒙皮(4)；
C.在所述已铺设好的外蒙皮(4)上铺放所述泡沫芯材(3)；
D.在所述铺放好的泡沫芯材(3)上铺设内蒙皮(2)；
E.使用真空袋固化工艺，在高温环境下将所述铺设好的外蒙皮(4)、泡沫芯材(3)和内蒙皮(2)固化成一体。
2.根据权利要求1所述的一种制作复合材料夹芯结构机翼蒙皮的工艺，其特征在于，所述步骤A中切割而成的泡沫芯材(3)包括机翼前缘端(32)和机翼后缘端(34)，机翼前缘端(32)的第一切割面(33)与该泡沫芯材(3)的底面(31)之间的角度为45度，机翼后缘端(34)的第二切割面(35)与泡沫芯材(3)的底面(31)之间的角度为30度。
3.根据权利要求1所述的一种制作复合材料夹芯结构机翼蒙皮的工艺，其特征在于，所述步骤C中铺放的两块泡沫芯材(3)之间的结合方式为平接或者对插接。
4.根据权利要求3所述的一种制作复合材料夹芯结构机翼蒙皮的工艺，其特征在于，所述对插接结合方式为一块所述泡沫芯材(3)的一端切割成“V”形凸起，与之对插接的另一块所述泡沫芯材(3)的一端切割成“V”形凹槽，所述“V”形凸起端与所述“V”形凹槽端相插接。
5.根据权利要求1所述的一种制作复合材料夹芯结构机翼蒙皮的工艺，其特征在于，所述内蒙皮(2)的表面设有碳纤编织布，该碳纤编织布的编织纹路(21)分别与机翼前缘(51)和机翼后缘(52)之间的角度都是45度。
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