CN107283866B - 多孔陶瓷的用途和进行非热压罐预浸料成型的方法 - Google Patents

多孔陶瓷的用途和进行非热压罐预浸料成型的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107283866B
CN107283866B CN201710379614.9A CN201710379614A CN107283866B CN 107283866 B CN107283866 B CN 107283866B CN 201710379614 A CN201710379614 A CN 201710379614A CN 107283866 B CN107283866 B CN 107283866B
Authority
CN
China
Prior art keywords
porous ceramic
prepreg
resin
structural member
autoclave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710379614.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107283866A (zh
Inventor
陈凯
丛晶洁
熊美蓉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commercial Aircraft Corp of China Ltd
Beijing Aeronautic Science and Technology Research Institute of COMAC
Original Assignee
Commercial Aircraft Corp of China Ltd
Beijing Aeronautic Science and Technology Research Institute of COMAC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commercial Aircraft Corp of China Ltd, Beijing Aeronautic Science and Technology Research Institute of COMAC filed Critical Commercial Aircraft Corp of China Ltd
Priority to CN201710379614.9A priority Critical patent/CN107283866B/zh
Publication of CN107283866A publication Critical patent/CN107283866A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107283866B publication Critical patent/CN107283866B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • 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
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • 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
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B29C70/546—Measures for feeding or distributing the matrix material in the reinforcing structure
    • B29C70/547—Measures for feeding or distributing the matrix material in the reinforcing structure using channels or porous distribution layers incorporated in or associated with the product

Abstract

本发明实施例公开了一种多孔陶瓷的用途和进行非热压罐预浸料成型的方法，属于非热压罐预浸料成型工艺技术领域，其中，多孔陶瓷的用途为在非热压罐预浸料工艺中，将多孔陶瓷固定在预浸料铺层的周围作为透气通道使用。采用多孔陶瓷作为透气通道进行非热压罐预浸料成型的方法，包括对预浸料进行铺叠，形成预浸料铺层；将多孔陶瓷固定在所述预浸料铺层周围作为透气通道。本发明实施例简化了非热压罐预浸料铺层透气通道的制备工艺、无短玻璃纤维污染、能够实现非热压罐预浸料工艺成型结构件树脂含量的快速检测。

Description

多孔陶瓷的用途和进行非热压罐预浸料成型的方法
技术领域
本发明涉及非热压罐预浸料成型工艺技术领域，特别涉及多孔陶瓷的用途、采用多孔陶瓷作为透气通道进行非热压罐预浸料成型的方法和快速检测非热压罐预浸料工艺成型复合材料结构件树脂含量的方法。
背景技术
非热压罐预浸料成型工艺操作简单，成本低，使用预浸料铺贴和烘箱固化即可完成复合材料结构件的制造，设备维护使用费用和模具工装制造成本都明显低于传统的热压罐工艺。同时，烘箱的形状和尺寸更容易按照零件大小要求定制，适合大型零件整体化成型制造。因此，非热压罐预浸料成型工艺作为一种有效的低成本复合材料制造工艺备受关注。
非热压罐预浸料中树脂仅仅部分浸渍纤维，在复合材料结构件的固化成型过程中，完成树脂对纤维的充分浸渍。在固化过程中需要保证预浸料铺层面内的透气通道，用以排出预浸料铺层中的气体，以降低成品的复合材料结构件的孔隙率。因此，在非热压罐预浸料成型工艺中，都会在预浸料铺层的边缘预留透气通道。现有技术中常见的作法是使用密封胶条将玻璃纤维布固定在预浸料铺层四周边缘作为透气通道。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在如下问题：
第一，由于纤维玻璃比材质较软，因此，固定时需要在将纤维玻璃布与预浸料铺层相贴合的所有位置粘贴密封胶条，操作步骤较为复杂；
第二，由于纤维玻璃布材质本身易出现掉短纤维的现象，因此，在铺贴和固化的过程中有可能造成短纤维对预浸料铺层的污染；
第三，固化过程中，玻璃纤维会吸入部分树脂，且树脂的量无法计算和控制，造成复合材料结构件中树脂含量的变化，影响复合材料结构件质量的一致性；
第四，制作透气通道的玻璃纤维无法重复使用，造成浪费和废弃物污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用多孔陶瓷作为透气通道进行非热压罐预浸料成型的方法，本方法铺贴操作简单，不会对预浸料铺层造成污染，并且能够快速检测非热压罐预浸料工艺成型结构件的树脂含量。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种多孔陶瓷的用途，在非热压罐预浸料工艺中，将多孔陶瓷固定在预浸料铺层的周围作为透气通道使用。
根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种采用多孔陶瓷作为透气通道进行非热压罐预浸料成型的方法，包括：对预浸料进行铺叠，形成预浸料铺层；将多孔陶瓷固定在所述预浸料铺层周围作为透气通道；
进一步，所述的方法，其中，所述将多孔陶瓷固定在所述预浸料铺层周围，包括：采用压敏胶带将多孔陶瓷固定在所述预浸料铺层周围。
进一步，所述的方法，其中，所述采用压敏胶带将多孔陶瓷固定在所述预浸料铺层周围，包括：在每段所述多孔陶瓷上设置预定个数的压敏胶带粘贴点，通过将与所述预定个数相同个数的压敏胶带段粘贴在所述压敏胶带粘贴点的方式将所述多孔陶瓷固定在所述预浸料铺层周围。
进一步，所述的方法，其中，根据待制造的复合材料结构件数模设置多孔陶瓷的段数，具体地，将多孔陶瓷的段数设置为与复材结构件边数相同的数量。
进一步，所述的方法，其中，多孔陶瓷的厚度比预浸料铺层厚度高1mm～5mm，每段多孔陶瓷的宽度为1cm～5cm。
进一步，所述的方法，其中，每段多孔陶瓷的长度为与预浸料铺层对应边成型模具上设置的铺贴线的长度相同。
进一步，所述的方法，其中，每段多孔陶瓷应加工制造成可以沿着预浸料铺层对应边成型模具上设置的铺贴线紧贴成型模具的形状。
根据本发明实施例的又一方面，提供了一种快速检测非热压罐预浸料工艺成型复合材料结构件树脂含量的方法，包括前述的一种采用多孔陶瓷作为透气通道进行非热压罐预浸料成型的方法，其中，在所述将多孔陶瓷固定在所述预浸料铺层周围作为透气通道之后，还包括:在复合材料结构件冷却脱模之后，取出含有从所述预浸料铺层中吸入的树脂的多孔陶瓷，称重量记为m1；将含有的树脂的多孔陶瓷放入马弗炉中煅烧，以除去吸入的树脂；将多孔陶瓷冷却后冲洗、烘干，称重量记为m2；计算m2和m1的差值，得到固化过程中多孔陶瓷的树脂吸入量Δm；根据式(1)计算出制备的复合材料结构件中的树脂含量η2；
Figure BDA0001304836250000031
其中，Δm为多孔陶瓷的树脂吸入量；M为预浸料铺层的总质量；η1预浸料中的树脂含量；η2为复合材料结构件中的树脂含量。
进一步，所述的一种控制非热压罐预浸料工艺成型复合材料结构件树脂含量的方法，其中，调整多孔陶瓷的孔径尺寸和孔隙率，可以控制多孔陶瓷的树脂吸入量，进而控制复合材料结构件的树脂含量。
本发明实施例的有益效果在于，在非热压罐预浸料成型工艺的过程中，采用多孔陶瓷作为非热压罐预浸料成型工艺层合板边缘的透气通道，简化了多孔陶瓷与预浸料铺层的粘贴工艺，且由于多孔陶瓷材质稳定，不含短玻璃纤维，无短玻璃纤维污染问题。同时，本申请还结合多孔陶瓷高温稳定，孔径尺寸和孔隙率可调的特性，提出了一种控制和快速检测非热压罐预浸料工艺成型结构件树脂含量的方法。最后，本申请中的多孔陶瓷可重复利用，使用成本低。
附图说明
图1是本发明多孔陶瓷作为透气通道的结构示意图；
图2是图1的主视图。
附图中的附图标记所代表的含义如下：
1、成型模具，2、预浸料铺层，3、多孔陶瓷。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
请参阅图1、2，图1是本发明多孔陶瓷作为透气通道的结构示意图；图2是图1的主视图。
如图1所示，在本发明实施例中，提供了一种多孔陶瓷的用途，在非热压罐预浸料工艺中，在成型模具1上，将多孔陶瓷3固定在预浸料铺层2的周围作为透气通道使用。
本发明还提供了一种采用多孔陶瓷作为透气通道进行非热压罐预浸料成型的方法，包括以下步骤S1和步骤S2。
步骤S1，对预浸料进行铺叠，形成预浸料铺层。
其中，预浸料为预先将浸有树脂的纤维材料层。具体地，将预浸料一层层整齐铺叠在成型模具1上，形成预浸料铺层。
步骤S2，将多孔陶瓷固定在预浸料铺层周围作为透气通道。
在本发明采用多孔陶瓷作为透气通道进行非热压罐预浸料成型的方法的一个具体实施例中，其中，可以采用胶带将将多孔陶瓷固定在预浸料铺层周围。优选的，可以采用压敏胶带将多孔陶瓷固定在预浸料铺层周围。
在本发明的另一个实施例中，采用压敏胶带将多孔陶瓷固定在预浸料铺层周围，包括：步骤S21和步骤S22。
步骤S21，在每段多孔陶瓷上设置预定个数的压敏胶带粘贴点；
步骤S22，通过将与预定个数相同个数的压敏胶带段粘贴在压敏胶带粘贴点的方式将多孔陶瓷固定在预浸料铺层周围。
本发明实施例的有益效果为：由于多孔陶瓷本身材质较硬，因此，将其与预浸料铺层固定时，不必将多孔陶瓷与预浸料铺层相贴合的所有位置都用胶带粘贴，只需要在多孔陶瓷和预浸料铺层相贴合的区域设置几个粘贴点，通过在粘贴点上粘贴压敏胶带，即可实现多孔陶瓷和预浸料铺层的固定连接，相对于现有技术中需要在将纤维玻璃布与预浸料铺层相贴合的所有位置粘贴密封胶条，大大简化了操作步骤，节约了时间和人力。
在本发明的另一个实施例中，采用多孔陶瓷作为透气通道进行非热压罐预浸料成型的方法，其中，根据待制造的复合材料结构件数模设置多孔陶瓷的段数，具体地，将多孔陶瓷的段数设置为与复材结构件边数相同的数量。
在本发明的另一个实施例中，采用多孔陶瓷作为透气通道进行非热压罐预浸料成型的方法，其中，多孔陶瓷的厚度比预浸料铺层厚度高1mm～5mm，每段多孔陶瓷的宽度为1cm～5cm。
在本发明的另一个实施例中，采用多孔陶瓷作为透气通道进行非热压罐预浸料成型的方法，其中，每段多孔陶瓷的长度为与预浸料铺层对应边成型模具上设置的铺贴线的长度相同。预浸料铺层是在成型模具上进行铺叠的，模具上有铺贴线，用以确定预浸料铺层的铺叠位置。
在本发明的另一个实施例中，采用多孔陶瓷作为透气通道进行非热压罐预浸料成型的方法，其中，每段多孔陶瓷应加工制造成可以沿着预浸料铺层对应边成型模具上设置的铺贴线紧贴成型模具的形状。
本发明还提供了一种快速检测非热压罐预浸料工艺成型复合材料结构件树脂含量的方法，包括前述采用多孔陶瓷作为透气通道进行非热压罐预浸料成型的方法，其中，步骤S2在将多孔陶瓷固定在预浸料铺层周围作为透气通道之后，还包括:
步骤S201，在复合材料结构件冷却脱模之后，取出含有从预浸料铺层中吸入的树脂的多孔陶瓷，称重量记为m1。
步骤S202，将含有的树脂的多孔陶瓷放入马弗炉中煅烧，以除去吸入的树脂。
步骤S203，将多孔陶瓷冷却后冲洗、烘干，称重量记为m2。
步骤S204，计算m2和m1的差值，得到固化过程中多孔陶瓷的树脂吸入量Δm。
步骤S205，根据式(1)计算出制备的复合材料结构件中的树脂含量η2。
Figure BDA0001304836250000061
其中，Δm为多孔陶瓷的树脂吸入量；M为预浸料铺层的总质量；
η1预浸料中的树脂含量；η2为复合材料结构件中的树脂含量。
本步骤中，预浸料中的树脂含量η1是供应商给定的，即在铺叠后预浸料铺层的树脂质量和纤维质量是确定的，只要知道多孔陶瓷的树脂吸入质量Δm，就可以计算出固化后复合材料结构件的树脂含量η2。
在本发明的另一个实施例中，控制非热压罐预浸料工艺成型复合材料结构件树脂含量的方法，其中，调整多孔陶瓷的孔径尺寸和孔隙率，可以控制多孔陶瓷的树脂吸入量，进而控制复合材料结构件的树脂含量。在非热压罐预浸料成型工艺零件批量生产中，还可以通过多孔陶瓷的树脂吸入量进行产品树脂含量和产品质量的快速检测和监控。
本发明实施例的有益效果在于，在非热压罐预浸料成型工艺的过程中，采用多孔陶瓷作为非热压罐预浸料成型工艺层合板边缘的透气通道，简化了多孔陶瓷与预浸料铺层的粘贴工艺，且由于多孔陶瓷材质稳定，不含短玻璃纤维，无短玻璃纤维污染问题。同时，本申请还结合多孔陶瓷高温稳定，孔径尺寸和孔隙率可调的特性，提出了一种控制和快速检测非热压罐预浸料工艺成型结构件树脂含量的方法。最后，本申请中的多孔陶瓷可重复利用，使用成本低。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (7)

1.一种快速检测非热压罐预浸料工艺成型复合材料结构件树脂含量的方法，其特征在于，包括:对预浸料进行铺叠，形成预浸料铺层；
将多孔陶瓷固定在所述预浸料铺层周围作为透气通道；
在复合材料结构件冷却脱模之后，取出含有从所述预浸料铺层中吸入的树脂的多孔陶瓷，称重量记为m1；
将含有的树脂的多孔陶瓷放入马弗炉中煅烧，以除去吸入的树脂；
将多孔陶瓷冷却后冲洗、烘干，称重量记为m2；
计算m2和m1的差值，得到固化过程中多孔陶瓷的树脂吸入量Δm；
根据式(1)计算出制备的复合材料结构件中的树脂含量η2；
Figure FDA0002394914930000011
其中，Δm为多孔陶瓷的树脂吸入量；M为预浸料铺层的总质量；
η1预浸料中的树脂含量；η2为复合材料结构件中的树脂含量；
其中，调整多孔陶瓷的孔径尺寸和孔隙率，可以控制多孔陶瓷的树脂吸入量Δm，进而控制复合材料结构件的树脂含量η2。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述将多孔陶瓷固定在所述预浸料铺层周围，包括：采用压敏胶带将多孔陶瓷固定在所述预浸料铺层周围。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述采用压敏胶带将多孔陶瓷固定在所述预浸料铺层周围，包括：
在每段所述多孔陶瓷上设置预定个数的压敏胶带粘贴点；
通过将与所述预定个数相同个数的压敏胶带段粘贴在所述压敏胶带粘贴点的方式将所述多孔陶瓷固定在所述预浸料铺层周围。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，根据待制造的复合材料结构件数模设置多孔陶瓷的段数，具体地，将多孔陶瓷的段数设置为与复材结构件边数相同的数量。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，多孔陶瓷的厚度比预浸料铺层厚度高1mm～5mm，每段多孔陶瓷的宽度为1cm～5cm。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，每段多孔陶瓷的长度为与预浸料铺层对应边成型模具上设置的铺贴线的长度相同。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，每段多孔陶瓷应加工制造成可以沿着预浸料铺层对应边成型模具上设置的铺贴线紧贴成型模具的形状。
CN201710379614.9A 2017-05-25 2017-05-25 多孔陶瓷的用途和进行非热压罐预浸料成型的方法 Active CN107283866B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710379614.9A CN107283866B (zh) 2017-05-25 2017-05-25 多孔陶瓷的用途和进行非热压罐预浸料成型的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710379614.9A CN107283866B (zh) 2017-05-25 2017-05-25 多孔陶瓷的用途和进行非热压罐预浸料成型的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107283866A CN107283866A (zh) 2017-10-24
CN107283866B true CN107283866B (zh) 2020-08-28

Family

ID=60094016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710379614.9A Active CN107283866B (zh) 2017-05-25 2017-05-25 多孔陶瓷的用途和进行非热压罐预浸料成型的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107283866B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019212441A1 (de) * 2019-08-20 2021-02-25 BKRZ GmbH Verfahren zum Recyceln von Dämmwolle, Vorrichtung zum Aufarbeiten von Dämmwolle, Faserverstärkter Schaum, Brennwiderstandsfähiger Holzwerkstoff sowie Verfahren zum Herstellen eines brennwiderstandsfähigen Holzwerkstoffs
CN114161737A (zh) * 2021-12-03 2022-03-11 广东汇天航空航天科技有限公司 复合材料部件的成型方法、复合材料部件及飞行器
CN116021798B (zh) * 2023-01-28 2023-10-20 哈尔滨远驰航空装备有限公司 一种进气道用复合材料零吸胶成型方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1146177A (zh) * 1994-04-29 1997-03-26 波音公司 预开槽泡沫材料板的制造方法
JP2008273023A (ja) * 2007-04-27 2008-11-13 Kaneka Corp 表皮付き軟質発泡体の製造方法
CN104401092A (zh) * 2014-11-18 2015-03-11 江苏恒神纤维材料有限公司 碳纤维复合材料厚层合结构均匀吸胶方法及层合结构

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1146177A (zh) * 1994-04-29 1997-03-26 波音公司 预开槽泡沫材料板的制造方法
JP2008273023A (ja) * 2007-04-27 2008-11-13 Kaneka Corp 表皮付き軟質発泡体の製造方法
CN104401092A (zh) * 2014-11-18 2015-03-11 江苏恒神纤维材料有限公司 碳纤维复合材料厚层合结构均匀吸胶方法及层合结构

Also Published As

Publication number Publication date
CN107283866A (zh) 2017-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107283866B (zh) 多孔陶瓷的用途和进行非热压罐预浸料成型的方法
US10232568B2 (en) Apparatus and method for producing a rotor blade spar cap
US8007624B2 (en) Method of manufacturing wind turbine blades comprising composite materials
US9339976B2 (en) Method for producing a fiber composite component
DK200101745A (da) Fremgangsmåde til fremstilling af vindmøllevinger
CN107283868A (zh) 一种成型碳纤维复合材料加筋壁板的筋条整体定位方法
CN105415700A (zh) 一种用于曲面的工艺垫板使用方法
CN111347694B (zh) 一种带立筋复合材料加筋壁板热压罐整体成型方法
JP2012528024A (ja) 複合要素を製造するための装置および方法
CN105946327B (zh) 一种双面斜纹立体结构玻璃纤维织物及制备复合材料的方法
CN110524919A (zh) 一种采用分离式双真空袋热压成型工艺对飞机复合材料部件进行粘接修理的方法
US11312089B2 (en) Method and device for producing a fibrous preform
CN104908339A (zh) 一种超长净尺寸碳纤维复合材料面板成型方法
CN108284623A (zh) 叶片部件的制造工艺
JP4542588B2 (ja) Ｒｔｍ成形方法
CN203779875U (zh) 快速加热真空吸塑模
CN105269830A (zh) 一种用于高厚度低密度蜂窝预成型方法
CN103358565A (zh) 复合材料试件板材的制作模具及方法
CN104385626A (zh) 基于间断铺层的复合材料薄壁壳体的制备方法
CN107089018B (zh) 导气板及制备方法和包含其的加筋壁板的固化成型方法
CN110884168A (zh) 一种非热压罐液体成型装置
CN206011776U (zh) 一种改进型蜂窝夹层结构长直筒梁
CN110625843A (zh) 一种聚氨酯复合材料中夹芯材料的干燥方法
CN104385625A (zh) 基于卸载孔的复合材料薄壁壳体制备方法
CN111716767B (zh) 一种飞机发动机短舱进气道的高温模压成型工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant