CN109094156A - 一种具有整体赋型面的组合结构工艺盖板 - Google Patents

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Abstract

本发明属于复合材料结构成型技术领域,具体涉及一种具有整体赋型面的组合结构工艺盖板。该组合结构工艺盖板包括赋型薄层和定位压片联合体,其中,赋型薄层为树脂基复合材料形成的整体结构;定位压片联合体由多个独立的定位压片通过接合端头以结构互补的方式装配组合而成,定位压片为树脂基复合材料;其中,定位压片联合体的刚度高于赋型薄层的刚度,赋型薄层与定位压片联合体以结构互补的方式相叠合。该组合结构工艺盖板结构设计合理,在赋型压力作用下,高刚度的定位压片之间可以通过协调运动,保证赋型薄层与其要制备的树脂基复合材料结构之间建立良好的结构匹配性,可实现兼具良好赋型表面与内部成型质量的复合材料异型蒙皮类结构的制造。

Description

一种具有整体赋型面的组合结构工艺盖板
技术领域
本发明涉及复合材料结构成型技术领域,特别是涉及一种具有整体赋型面的组合结构工艺盖板。
背景技术
当前,复合材料结构成型用工艺盖板主要有整体结构,以及由分体工艺盖板直接接合而成的组合结构两大类。某些条件下,复合材料异型蒙皮类结构诸如C梁,前缘蒙皮,附带多个内R结构或者内折角结构的异型蒙皮等,难以以装配面或者气动面贴合金属模具型面方式进行制造,必须采用装配面或者气动面贴合工艺盖板赋型面方式进行制造,此时由于工艺盖板所赋型表面即为装配面或者气动面,所以工艺盖板需实现兼具良好赋型表面与内部成型质量的复合材料结构制造。
为此工艺盖板至少应该满足以下三个方面技术要求:1)一定的刚性,以保证成型结构赋型表面的平整度;2)极佳的赋型面,以保证成型结构良好的赋型表面质量;3)高度的内部结构活动协调性,以保证成型结构的内部质量。然而,当前的整体结构或者组合结构形式的工艺盖板都存在一定的局限性,对于前者,平整度与整体结构内部协调性对刚性要求存在着天然的矛盾性,平整度性能与刚度性能是正向相关,而内部协调性与刚度性能则是负向相关,因此难以同时满足所制备结构平整度与整体结构内部协调性的技术要求;对于后者,虽然由分体工艺盖板直接接合的方式,可以同时满足结构平整度与内部结构活动协调性技术要求,然而分体工艺盖板接合处的实质存在,仍难以直接制备完全符合装配面或者气动面高质量的技术要求。可见,为实现兼具良好赋型表面与内部成型质量的复合材料异型蒙皮类结构的制备,开发新型的工艺盖板仍是非常重要的现实问题。
因此,发明人提供了一种具有整体赋型面的组合结构工艺盖板。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题,本发明提供了一种具有整体赋型面的组合结构工艺盖板,用于制备兼具良好赋型表面与内部成型质量的复合材料异型蒙皮类结构。
本发明的实施例提出了一种具有整体赋型面的组合结构工艺盖板,包括:
赋型薄层,为树脂基复合材料形成的整体结构;
定位压片联合体,由多个独立的定位压片通过接合端头以结构互补的方式装配组合而成,所述定位压片为树脂基复合材料;
其中,所述定位压片的刚度高于所述赋型薄层的刚度,所述赋型薄层与所述定位压片联合体以结构互补的方式相叠合。
进一步地,所述赋型薄层中的树脂基复合材料的增强体为无纺布结构,树脂基体为环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯并噁嗪树脂和氰酸酯树脂中的一种或多种。
进一步地,所述赋型薄层为等厚度结构,该结构的厚度h满足h≤0.2mm。
进一步地,所述定位压片联合体为等厚度结构,该结构的厚度H满足H≥10h,且H≥2mm。
进一步地,所述赋型薄层还包括贯穿厚度方向的通孔或者在其赋型面上附带有纺织材料结构的导气层。
进一步地,当所述赋型薄层还包括贯穿厚度方向的通孔时,所述定位压片联合体与所述赋型薄层相叠合的接合面上附带有纺织材料结构的导气层。
进一步地,所述多个定位压片的接合端之间的接合端头为完全对接端头、斜面搭接端头或台阶式搭接端头。
综上,本发明的优点和有益之处是,本发明的组合结构工艺盖板由赋型薄层与定位压片联合体构成,且定位压片刚度高于赋型薄层,两者叠合形成的高刚性保证复合材料结构赋型表面平整度,而两者通过高度刚度差的建立则实现了赋型薄层与其所要制备结构之间良好的结构匹配关系,保证了内部成型质量,同时赋型薄层可以通过其良好的整体化的赋型面保证赋型表面质量。另外,赋型薄层贯穿厚度方向的通孔、导气层设计,赋型薄层材质以及赋型薄层与定位压片联合体结构厚度等限定,则进一步保证了整个发明的实施效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的一种具有整体赋型面的组合结构工艺盖板。
图2-1、图2-2和图2-3分别是完全对接端头、斜面搭接端头与台阶式搭接端头的结构形式。
图中:
1-赋型薄层;2-定位压片;3-赋型面;4-接合面;5-接合端头。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理,但不能用来限制本发明的范围,即本发明不限于所描述的实施例,在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参照附图并结合实施例来详细说明本申请。
如图1所示为本发明的一种具有整体赋型面的组合结构工艺盖板,结合图1和图2所示,该组合结构工艺盖板包括赋型薄层1和定位压片联合体,其中,赋型薄层1为树脂基复合材料形成的整体结构;定位压片联合体为由多个独立的定位压片2通过接合端头5以结构互补的方式装配组合而成,定位压片2为树脂基复合材料;其中,定位压片的刚度高于赋型薄层1的刚度,该赋型薄层1与定位压片联合体以结构互补的方式相叠合。
其中,赋型薄层1中的树脂基复合材料的增强体为无纺布结构,树脂基体为环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯并噁嗪树脂和氰酸酯树脂中的一种或多种。
作为一种可选实施例,赋型薄层1为等厚度结构,该结构的厚度h满足h≤0.2mm。本实施例中,定位压片联合体也为等厚度结构,该结构的厚度H满足H≥10h,且H≥2mm。
作为另一种可选实施例,赋型薄层1还包括贯穿厚度方向的通孔或者在其赋型面3上附带有纺织材料结构的导气层,用于在赋型过程中排出空气,以使赋型面3与所赋型复合材料异型蒙皮结构更好的贴合赋型。
进一步地,当所述赋型薄层还包括贯穿厚度方向的通孔时,定位压片联合体与赋型薄层1相叠合的接合面4上也附带有纺织材料结构的导气层,提升了所设计通孔的导气效率。
多个定位压片2的接合端之间的接合端头5为完全对接端头(见图2-1)、斜面搭接端头(见图2-2)或台阶式搭接端头(见图2-3)。由各结构附图可知,相应地对接的结合面分别为竖直平面a,斜面b和台阶面c。具体实施时,可以是在一个实施例中采用其中一种形式的端头,也可以在一个实施例中采用多种端头相匹配进行装配组合。
由此,本发明的组合结构工艺盖板至少由低刚度整体结构形式的树脂基复合材料赋型薄层与数个独立的高刚度树脂基复合材料定位压片所形成的定位压片联合体以结构互补的方式叠合构成,定位压片之间通过接合端头以结构互补的方式装配组合。该组合结构工艺盖板结构设计合理,在赋型压力作用下高刚度的定位压片之间可以协调运动,保证低刚度的赋型薄层与其所制备的复合材料结构之间建立良好的结构匹配性,定位压片联合体与赋型薄层叠合形成的刚度则保证了表面平整度,而整体化的赋型面则保证了表面质量,从而最终形成兼具良好赋型表面与内部成型质量的复合材料结构,对于复合材料异型蒙皮类结构的成型制备具有一定的工程应用参考价值。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不限制于本申请。在不脱离本发明的范围的情况下对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围内。

Claims (7)

1.一种具有整体赋型面的组合结构工艺盖板,其特征在于,包括:
赋型薄层,为树脂基复合材料形成的整体结构;
定位压片联合体,由多个独立的定位压片通过接合端头以结构互补的方式装配组合而成,所述定位压片为树脂基复合材料;
其中,所述定位压片的刚度高于所述赋型薄层的刚度,所述赋型薄层与所述定位压片联合体以结构互补的方式相叠合。
2.根据权利要求1所述的具有整体赋型面的组合结构工艺盖板,其特征在于,所述赋型薄层中的树脂基复合材料的增强体为无纺布结构,树脂基体为环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯并噁嗪树脂和氰酸酯树脂中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的具有整体赋型面的组合结构工艺盖板,其特征在于,所述赋型薄层为等厚度结构,该结构的厚度h满足h≤0.2mm。
4.根据权利要求3所述的具有整体赋型面的组合结构工艺盖板,其特征在于,所述定位压片联合体为等厚度结构,该结构的厚度H满足H≥10h,且H≥2mm。
5.根据权利要求1或3所述的具有整体赋型面的组合结构工艺盖板,其特征在于,所述赋型薄层还包括贯穿厚度方向的通孔或者在其赋型面上附带有纺织材料结构的导气层。
6.根据权利要求5所述的具有整体赋型面的组合结构工艺盖板,当所述赋型薄层还包括贯穿厚度方向的通孔时,其特征在于,所述定位压片联合体与所述赋型薄层相叠合的接合面上附带有纺织材料结构的导气层。
7.根据权利要求1-6任一项所述的具有整体赋型面的组合结构工艺盖板,其特征在于,所述多个定位压片的接合端之间的接合端头为完全对接端头、斜面搭接端头或台阶式搭接端头。
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