CN107627628A - Rtm工艺整体成型的复合材料多耳多腔结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种RTM工艺整体成型的复合材料多耳多腔结构及其制造方法，包括前梁、后梁、前耳、后耳、插入肋和底板，前梁与后梁平行设置，前梁与后梁的共同两端分别设有底板，底板分别与前梁、后梁垂直设置，前梁与后梁间设有一个以上的插入肋，且插入肋设于两端的底板间，插入肋分别与前梁、后梁垂直设置，前梁设有一个以上的前耳，后梁设有一个以上的后耳；本发明降低了整个结构的重量，减少了装配量，避免了二次胶接以及螺钉连接和铆钉连接这种点连接，提高了整个结构的刚度和强度，此外RTM工艺为低成本的液体成型闭模工艺，得到的RTM工艺整体成型的复合材料多耳多腔结构为净尺寸整体结构，不需要后续的加工，成本低廉，环境友好。

Description

RTM工艺整体成型的复合材料多耳多腔结构及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种RTM工艺整体成型的复合材料多耳多腔结构及其制造方法。

背景技术

碳纤维增强复合材料是一种新型的高性能材料，具有比强度高、比模量高，耐疲劳，可设计性强等诸多优点。传统的多耳多腔结构多为金属或者半金属结构，重量较全复合材料结构大了很多。但是现有的全复合材料多耳多腔结构大多采用热压罐工艺通过二次胶接、装配成型。首先，热压罐工艺使用预浸料采用热压罐进行固化，预浸料的储存以及热压罐固化的成本非常高，其次，二次胶接、装配增加了装配成本。螺钉连接和铆钉连接这种点连接处容易产生应以集中，导致连接强度不佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种RTM工艺整体成型的复合材料多耳多腔结构及其制造方法，解决现有技术中存在的成本非常高，螺钉连接和铆钉连接这种点连接处容易产生应以集中，导致连接强度不佳的问题。

本发明的技术解决方案是：

一种RTM工艺整体成型的复合材料多耳多腔结构，包括前梁、后梁、前耳、后耳、插入肋和底板，前梁与后梁平行设置，前梁与后梁的共同两端分别设有底板，底板分别与前梁、后梁垂直设置，前梁与后梁间设有一个以上的插入肋，且插入肋设于两端的底板间，插入肋分别与前梁、后梁垂直设置，前梁设有一个以上的前耳，后梁设有一个以上的后耳。

进一步地，前梁和后梁分别采用单耳片结构。

进一步地，前耳和后耳分别采用三耳片结构。

进一步地，该RTM工艺整体成型的复合材料多耳多腔结构采用RTM工艺整体成型制成，后耳采用泡沫夹心结构。

进一步地，后耳包括由外向内依次设置的外蒙皮、蜂窝泡沫和内蒙皮。

一种上述任一项所述RTM工艺整体成型的复合材料多耳多腔结构的制造方法，首先，将碳纤维织物进行热定型，然后使用自动裁剪机进行下料，在预制体模具上分别制作后梁、后耳、插入肋以及前梁、前耳的预制体组，在成型模具上制备底板预制体，然后组装合模，采用RTM多点注射、多点出胶工艺进行注胶，最终采用固化炉进行固化。

进一步地，具体包括以下步骤：

a、制作RTM成型模具，RTM成型模具为组合模具，RTM成型模具包括上模、限位块、下模和芯模，RTM成型模具设有三个注胶口，分别位于后梁的底部中心位置与两端处；分别在前梁的两端、前耳、后耳处设置出胶口；

b、制作预制体模具，用于成型后梁、后耳、插入肋以及前梁、前耳的预制体组，包括：

b1、在预制体模具上铺贴带有定型剂的碳纤维缎纹织物，并在织物上依次铺放隔离膜、脱模布、真空袋，采用密封胶条将真空袋密封；

b2、抽真空920mbar以上进行热定型，定型温度为1300±5℃，时间为30min；定型完毕，冷却沿切割线修剪至净尺寸备用；

c、净尺寸复材多耳多腔结构RTM整体成型，包括：

c1、RTM成型模具合模，检测模具气密性要求整体真空920mbar以上，并且5min压降不超过20mbar；

c2、使用三个注胶口进行注胶，待出胶口均出胶后，依次升压排泡，无气泡排出后保压、固化；

d、净尺寸多耳多腔结构脱模，包括：

d1、热脱模：拆除上模；

d2、移除四周限位块；

d3、冷脱模：拆除芯模；

e、检验、包装、入库。

本发明的有益效果是：该种RTM工艺整体成型的复合材料多耳多腔结构及其制造方法，降低了整个结构的重量，减少了装配量，避免了二次胶接以及螺钉连接和铆钉连接这种点连接，提高了整个结构的刚度和强度，此外RTM工艺为低成本的液体成型闭模工艺，得到的RTM工艺整体成型的复合材料多耳多腔结构为净尺寸整体结构，不需要后续的加工，成本低廉，环境友好。

附图说明

图1是本发明实施例RTM工艺整体成型的复合材料多耳多腔结构的结构示意图；

图2是RTM成型模具结构示意图；

其中：1-前梁，2-后梁，3-前耳，4-后耳，5-插入肋，6-底板， 7-上模，8-后耳镶块组件，9-肋镶块组件，10-前耳镶块组件，11-后梁镶块，12-下模，13-芯模。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例

一种RTM工艺整体成型的复合材料多耳多腔结构，包括前梁1、后梁2、前耳3、后耳4、插入肋5和底板6，前梁1与后梁2平行设置，前梁1与后梁2的共同两端分别设有底板6，底板6分别与前梁1、后梁2垂直设置，前梁1与后梁2间设有一个以上的插入肋5，且插入肋5设于两端的底板6间，插入肋5分别与前梁1、后梁2垂直设置，前梁1设有一个以上的前耳3，后梁2设有一个以上的后耳4。

该种RTM工艺整体成型的复合材料多耳多腔结构，降低了整个结构的重量，减少了装配量，避免了二次胶接以及螺钉连接和铆钉连接这种点连接，提高了整个结构的刚度和强度。

前梁1和后梁2分别采用单耳片结构。前耳3和后耳4分别采用三耳片结构。该RTM工艺整体成型的复合材料多耳多腔结构采用RTM工艺整体成型制成，整体采用RTM工艺成型，降低了整个结构的重量。后耳4采用泡沫夹心结构。后耳4包括由外向内依次设置的外蒙皮、蜂窝泡沫和内蒙皮。

一种上述任一项所述RTM工艺整体成型的复合材料多耳多腔结构的制造方法，首先，将碳纤维织物进行热定型，然后使用自动裁剪机进行下料，在预制体模具上分别制作后梁2、后耳4、插入肋5以及前梁1、前耳3的预制体组，在成型模具上制备底板6预制体，然后组装合模，采用RTM多点注射、多点出胶工艺进行注胶，最终采用固化炉进行固化。

具体包括以下步骤：

a、制作RTM成型模具，RTM成型模具为组合模具，RTM成型模具包括上模7、限位块、下模12和芯模13，RTM成型模具设有三个注胶口，分别位于后梁2的底部中心位置与两端处；分别在前梁1的两端、前耳3、后耳4处设置出胶口；

b、制作预制体模具，用于成型后梁2、后耳4、插入肋5以及前梁1、前耳3的预制体组，包括：

b1、在预制体模具上铺贴带有定型剂的碳纤维缎纹织物，并在织物上依次铺放隔离膜、脱模布、真空袋，采用密封胶条将真空袋密封；

b2、抽真空920mbar以上进行热定型，定型温度为1300±5℃，时间为30min；定型完毕，冷却沿切割线修剪至净尺寸备用；

c、净尺寸复材多耳多腔结构RTM整体成型，包括：

c1、RTM成型模具合模，检测模具气密性要求整体真空920mbar以上，并且5min压降不超过20mbar；

c2、使用三个注胶口进行注胶，待出胶口均出胶后，依次升压排泡，无气泡排出后保压、固化；

d、净尺寸多耳多腔结构脱模，包括：

d1、热脱模：拆除上模7；

d2、移除四周限位块，包括前耳3镶块组件、后耳镶块组件8、肋镶块组件9、后梁镶块11；

d3、冷脱模：拆除芯模13；

e、检验、包装、入库。

该种制造方法为低成本的液体成型闭模工艺，得到的RTM工艺整体成型的复合材料多耳多腔结构为净尺寸整体结构，不需要后续的加工，成本低廉，环境友好。

除上述实施例外，本发明专利产品还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本专利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种RTM工艺整体成型的复合材料多耳多腔结构，其特征在于：包括前梁、后梁、前耳、后耳、插入肋和底板，前梁与后梁平行设置，前梁与后梁的共同两端分别设有底板，底板分别与前梁、后梁垂直设置，前梁与后梁间设有一个以上的插入肋，且插入肋设于两端的底板间，插入肋分别与前梁、后梁垂直设置，前梁设有一个以上的前耳，后梁设有一个以上的后耳。

2.如权利要求1所述的RTM工艺整体成型的复合材料多耳多腔结构，其特征在于：前梁和后梁分别采用单耳片结构。

3.如权利要求1所述的RTM工艺整体成型的复合材料多耳多腔结构，其特征在于：前耳和后耳分别采用三耳片结构。

4.如权利要求1-3任一项所述的RTM工艺整体成型的复合材料多耳多腔结构，其特征在于：该RTM工艺整体成型的复合材料多耳多腔结构采用RTM工艺整体成型制成，后耳采用泡沫夹心结构。

5.如权利要求4所述的RTM工艺整体成型的复合材料多耳多腔结构，其特征在于：后耳包括由外向内依次设置的外蒙皮、蜂窝泡沫和内蒙皮。

6.一种权利要求1-5任一项所述RTM工艺整体成型的复合材料多耳多腔结构的制造方法，其特征在于：首先，将碳纤维织物进行热定型，然后使用自动裁剪机进行下料，在预制体模具上分别制作后梁、后耳、插入肋以及前梁、前耳的预制体组，在成型模具上制备底板预制体 ，然后组装合模，采用RTM多点注射、多点出胶工艺进行注胶，最终采用固化炉进行固化。

7.如权利要求1所述的RTM工艺整体成型的复合材料多耳多腔结构，其特征在于：具体包括以下步骤：

a、制作RTM成型模具，RTM成型模具为组合模具，RTM成型模具包括上模、限位块、下模和芯模，RTM成型模具设有三个注胶口，分别位于后梁的底部中心位置与两端处；分别在前梁的两端、前耳、后耳处设置出胶口；

b、制作预制体模具，用于成型后梁、后耳、插入肋以及前梁、前耳的预制体组，在成型模具上制备底板预制体，包括：

b1、在预制体模具或者成型模具上铺贴带有定型剂的碳纤维缎纹织物，并在织物上依次铺放隔离膜、脱模布、真空袋，采用密封胶条将真空袋密封；

b2、抽真空920mbar以上进行热定型，定型温度为1300±5℃，时间为30min；定型完毕，冷却沿切割线修剪至净尺寸备用；

c、净尺寸复材多耳多腔结构RTM整体成型，包括：

c1、RTM成型模具合模，检测模具气密性要求整体真空920mbar以上，并且5min压降不超过20mbar；

c2、使用三个注胶口进行注胶，待出胶口均出胶后，依次升压排泡，无气泡排出后保压、固化；

d、净尺寸多耳多腔结构脱模，包括：

d1、热脱模：拆除上模；

d2、移除四周限位块；

d3、冷脱模：拆除芯模；

e、检验、包装、入库。