CN109353025A - 一种热塑性短纤维复材舱体成型工艺及结构 - Google Patents
一种热塑性短纤维复材舱体成型工艺及结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109353025A CN109353025A CN201811083685.5A CN201811083685A CN109353025A CN 109353025 A CN109353025 A CN 109353025A CN 201811083685 A CN201811083685 A CN 201811083685A CN 109353025 A CN109353025 A CN 109353025A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- thermoplastic
- waling
- short fiber
- cabin
- stiffening rib
- 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.)
- Pending
Links
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
- B29C70/34—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 and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
-
- 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
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/44—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
一种热塑性短纤维复材舱体成型工艺,使用短纤维热塑性材料,利用短纤维热塑性材料的二次共固化融合产生无明显复合材料界面的舱体。利用热塑性短纤维复合材料的特点(高温高压下纤维短距离移动并互相渗透、基体树脂可经过多次熔融而不改变分子结构),以达到整体成型复材结构能力,并降低工艺难度和制造成本。
Description
技术领域
本发明属于舱体结构设计及成型领域,特别是涉及一种热塑性短纤维复材舱体成型工艺及结构。
背景技术
框架+蒙皮组合结构以其优异的传力效率和较高的比强度而应用广泛。针对热塑性复合材料,由于热塑性树脂在成型过程中体现的高粘度以及需要360℃左右的高温,主要采用模压工艺,而模压工艺需要模具及制件承受较大压力,加重了对模具的要求,因此,现阶段热塑性复合材料的应用主要集中在大尺寸、开敞性较好的结构上(如大飞机的蒙皮结构)。当涉及到小直径、多框梁、半封闭式的舱体结构,由于树脂的流动性差以及脱模难导致的模具复杂,必将使得复材结构存在相当多的界面缺陷,同时使得制造模具复杂性大幅提高,导致工艺难度及制造成本大幅度上升。
发明内容
本发明的目的:
利用热塑性短纤维复合材料的特点(高温高压下纤维短距离移动并互相渗透、基体树脂可经过多次熔融而不改变分子结构),设计一种拼接式的复材结构,以达到整体成型复材结构能力,并降低工艺难度和制造成本,完成热塑性短纤维复合材料应用于小直径、多框梁、半封闭的舱体结构中。
本发明的技术方案:
本发明提供一种热塑性短纤维复材舱体成型工艺,使用短纤维热塑性材料,利用短纤维热塑性材料的二次共固化融合产生无明显复合材料界面的舱体。
所述的一种热塑性短纤维复材舱体成型工艺,包括以下步骤:
步骤1、使用短纤维热塑性材料制作舱体的加强筋;
步骤2、在组合芯模上铺设加强筋;
步骤3、在组合芯模及加强筋的外表面铺设热塑性短纤维蒙皮;
步骤4、将步骤3形成的组合体放入外模中加温加压;
步骤5、降温至常温,打开外模并抽出芯模。
所述的一种热塑性短纤维复材舱体成型工艺,所述组合芯模包括中心部分和六块外围部分,抽出芯模时先抽出中心部分,六块外围部分即自动松动。
本发明还提供一种热塑性短纤维复材舱体结构,包括纵向加强筋1,环向加强筋2,蒙皮3,所述纵向加强筋1包括左侧纵向加强筋1-1、底部纵向加强筋1-2、右侧纵向加强筋1-3、顶部纵向加强筋1-4,所述环向加强筋2包括顶部环向加强筋2-1、底部环向加强筋2-2,所述蒙皮3铺设在所述纵向加强筋1和环向加强筋2外侧,所述纵向加强筋1、环向加强筋2及蒙皮3之间融合部位无明显复合材料界面。
本发明的优点:
本发明利用高温高压下纤维短距离移动并互相渗透、基体树脂可经过多次熔融而不改变分子结构的特点,避开了结构件连续纤维铺层需结构整体设计的毛病,在满足结构承力要求的前提下,通过预制件二次组合共融,使得热塑性树脂和增强短纤维在预浸料界面和大结构界面附近均匀分布,大大减少了制件的内部缺陷,同时简化了成型工艺难度,并且在后期结构件回收后,可以增材回炉修复压制,节省了成本。
附图说明:
图1舱体体结构;
图2组合芯模结构;
图3组合芯模与舱体蒙皮组合示意图;
图4环向筋与纵向筋融合示意图;
其中1-纵向加强筋2-环向加强筋3-舱体蒙皮1-1左侧纵向加强筋1-2底部纵向加强筋1-3右侧纵向加强筋1-4顶部纵向加强筋2-1顶部环向筋2-2底部环向筋4组合芯模5筋条融合区域。
具体实施方式:
下面结合附图对本发明做进一步详细描述。
如图2与图3所示,依据热塑性短纤维复合材料特点(高温高压下纤维短距离移动并互相渗透、基体热塑性树脂互相融合),将舱体结构设计成环向加强筋(1-1左侧纵向加强筋、1-2底部纵向加强筋、1-3左侧纵向加强筋),环向加强筋(2-1顶部环向筋、2-2底部环向筋)和舱体蒙皮2组成。其中,环向加强筋及纵向加强筋及舱体蒙皮2均先作为单独零件预先成型,为便于脱模,筋条均设计有2°的拔模角,舱体蒙皮2同样作为单独零件预先成型。
舱体成型时,将环向筋荆条、纵向筋条置于钢制芯模上形成组合芯模5,将组合芯模5插入舱体蒙皮2空腔中,对组合件加温固化。以图4为例,顶部环向筋2-1与顶部纵向筋1-4在加温过程中融合成为完整筋条,环向筋与纵向筋条在高温和压力下互相融合形成完整加强筋结构,并且与蒙皮融合,最终得到完整热塑性短纤维复材舱体结构。
Claims (4)
1.一种热塑性短纤维复材舱体成型工艺,其特征在于,使用短纤维热塑性材料,利用短纤维热塑性材料的二次共固化融合产生无明显复合材料界面的舱体。
2.根据权利要求1所述的一种热塑性短纤维复材舱体成型工艺,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、使用短纤维热塑性材料制作舱体的加强筋;
步骤2、在组合芯模上铺设加强筋;
步骤3、在组合芯模及加强筋的外表面铺设热塑性短纤维蒙皮;
步骤4、将步骤3形成的组合体放入外模中加温加压;
步骤5、降温至常温,打开外模并抽出芯模。
3.根据权利要求2所述的一种热塑性短纤维复材舱体成型工艺,其特征在于,所述组合芯模包括中心部分和六块外围部分,抽出芯模时先抽出中心部分,六块外围部分即自动松动。
4.一种热塑性短纤维复材舱体结构,其特征在于,包括纵向加强筋(1),环向加强筋(2),蒙皮(3),所述纵向加强筋(1)包括左侧纵向加强筋(1-1)、底部纵向加强筋(1-2)、右侧纵向加强筋(1-3)、顶部纵向加强筋(1-4),所述环向加强筋(2)包括顶部环向加强筋(2-1)、底部环向加强筋(2-2),所述蒙皮(3)铺设在所述纵向加强筋(1)和环向加强筋(2)外侧,所述纵向加强筋(1)、环向加强筋(2)及蒙皮(3)之间融合部位无明显复合材料界面。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811083685.5A CN109353025A (zh) | 2018-09-17 | 2018-09-17 | 一种热塑性短纤维复材舱体成型工艺及结构 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811083685.5A CN109353025A (zh) | 2018-09-17 | 2018-09-17 | 一种热塑性短纤维复材舱体成型工艺及结构 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109353025A true CN109353025A (zh) | 2019-02-19 |
Family
ID=65350981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811083685.5A Pending CN109353025A (zh) | 2018-09-17 | 2018-09-17 | 一种热塑性短纤维复材舱体成型工艺及结构 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109353025A (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110591356A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-12-20 | 长春长光宇航复合材料有限公司 | 一种透波复合材料半罩及其制备方法 |
CN112873906A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-06-01 | 中国航空制造技术研究院 | 一种复合材料筒体结构的rtm成型模具 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104972674A (zh) * | 2015-05-22 | 2015-10-14 | 中国商用飞机有限责任公司 | 一种制造片材的方法和一种片材 |
CN204894565U (zh) * | 2015-09-02 | 2015-12-23 | 江苏美龙航空部件有限公司 | 一种机载外挂复合材料蒙皮整体成型结构 |
CN108099080A (zh) * | 2016-11-25 | 2018-06-01 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 一种复合材料舱体设计成型方法 |
-
2018
- 2018-09-17 CN CN201811083685.5A patent/CN109353025A/zh active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104972674A (zh) * | 2015-05-22 | 2015-10-14 | 中国商用飞机有限责任公司 | 一种制造片材的方法和一种片材 |
CN204894565U (zh) * | 2015-09-02 | 2015-12-23 | 江苏美龙航空部件有限公司 | 一种机载外挂复合材料蒙皮整体成型结构 |
CN108099080A (zh) * | 2016-11-25 | 2018-06-01 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 一种复合材料舱体设计成型方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110591356A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-12-20 | 长春长光宇航复合材料有限公司 | 一种透波复合材料半罩及其制备方法 |
CN110591356B (zh) * | 2019-09-11 | 2022-02-22 | 长春长光宇航复合材料有限公司 | 一种透波复合材料半罩及其制备方法 |
CN112873906A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-06-01 | 中国航空制造技术研究院 | 一种复合材料筒体结构的rtm成型模具 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103963319B (zh) | 一种复合材料加筋壁板的预浸料/树脂膜熔渗共固化成型方法 | |
CN103909658B (zh) | 复合材料连接裙成型方法、模具及其橡胶内芯模成型模具 | |
CN101758923B (zh) | 一种复合材料盒形肋及其制作方法 | |
CN103407172B (zh) | 一种纤维增强树脂基复合材料t型接头的高效率整体成型方法 | |
CN107521124A (zh) | 碳纤维双面板加筋结构件及其制造方法 | |
CN113021939B (zh) | 基于连续纤维与普通纤维的轻量化部件制作方法及制品 | |
CN109353025A (zh) | 一种热塑性短纤维复材舱体成型工艺及结构 | |
CN106671446A (zh) | 一种vari整体成型净尺寸复合材料加筋结构制造方法 | |
CN106584881B (zh) | 一种镂空帽形米字加筋全碳纤维结构及其制备方法 | |
CN109591319A (zh) | 一种新型发动机外涵机匣成型工艺及其制成的外涵机匣 | |
CN104626608B (zh) | 一种轻型碳纤维携行箱整体成型工艺 | |
CN105899819A (zh) | 用于连接至少两个构件的连接部段的方法 | |
CN216245874U (zh) | 一种接头可变的rtm整体成型复合材料弹翼 | |
CN206159807U (zh) | 一种结构设计与注塑成型的复合体 | |
CN105729835A (zh) | 一种加筋壁板复合材料结构的整体固化装置及方法 | |
CN105751530A (zh) | 一种叶片制作方法 | |
CN106217697B (zh) | 一种复合材料多旋翼无人机机臂的成型模具及其制作方法 | |
CN218593731U (zh) | 一种多孔工字型梁热压罐一体成型工装 | |
CN104847595A (zh) | 一种Z-pin增强复合材料风电叶片结构及其制造方法 | |
CN208324265U (zh) | 一种碳纤维复合材料梯形骨架结构 | |
CN112936909A (zh) | 教练机底部加厚v型复合材料件成型工艺 | |
CN204820374U (zh) | 玻璃钢模压法兰 | |
CN108145990A (zh) | 一种用于汽车内饰生产的热压注塑模具及成型方法 | |
CN114001596A (zh) | 一种接头可变的rtm整体成型复合材料弹翼及其制造方法 | |
CN106926481A (zh) | 一种长丝碳纤维构件的成型方法 |
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 | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190219 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |