CN110193954B - 一种碳纤维复材蒙皮组件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种碳纤维复材蒙皮组件及其制备方法，包括模具主体、支撑层、第一无孔隔离层、无孔支撑层、有孔支撑层、坯料、挡条、辅助防护层、可剥层、第二无孔隔离层、软膜、织物层、第一加强层、第二加强层、有孔隔离层、外护层、透气毡、真空袋；该碳纤维复材蒙皮组件通过软膜和脱模层的组合来形成新的工艺压板，无需再使用白色离型膜，从而消除了白色离型膜所产生压痕，提高产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种碳纤维复材蒙皮组件及其制备方法，属于碳纤维制品生技术领域。
背景技术
飞机蒙皮是指包围在飞机骨架结构外且用粘接剂或铆钉固定于骨架上，形成飞机气动力外形的维形构件；飞机蒙皮与骨架所构成的蒙皮结构具有较大承载力及刚度，而自重却很轻，起到承受和传递气动载荷的作用；蒙皮承受空气动力作用后将作用力传递到相连的机身机翼骨架上，受力复杂，加之蒙皮直接与外界接触，所以不仅要求蒙皮材料强度高、塑性好，还要求表面光滑，有较高的抗蚀能力；
现有的蒙皮在生产时会在软膜的表面堆叠白色离型膜形成工艺压板，然后将坯料、可剥膜、工堆叠在一起形成蒙皮艺压板以及有孔隔离层组件，然而在实际应用在发现白色离型膜会导致蒙皮的表面出现白色压痕，并且各个膜之间的平整度不够，容易导致蒙皮表面出现褶皱。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种碳纤维复材蒙皮组件及其制备方法，具体技术方案如下：
一种碳纤维复材蒙皮组件，包括坯料，所述坯料的底面涂有脱模层，所述坯料粘合于模具主体的表面，所述坯料的表面设有环状的挡条；辅助防护层，所述辅助防护层包括可剥层、第二无孔隔离层、软膜以及有孔隔离层；所述可剥层、第二无孔隔离层、软膜以及两层所述有孔隔离层由下至上依次叠合，所述挡条、第二无孔隔离层用以便于所述软膜的安装定位进而消除蒙皮表面的褶皱；所述软膜的顶面、底面均涂有脱模层，所述软膜和脱模层的连接用以消除蒙皮压痕，所述第二无孔隔离层为环状且设于所述可剥层的表面边缘处；外护层，所述外护层覆盖于所述辅助防护层的顶部，所述外护层与所述模具主体连接，所述外护层用以在蒙皮外部形成密封结构。
优选的，所述软膜包括织物层、第一加强层以及第二加强层，所述织物层的两侧面覆盖有第一加强层，所述第一加强层的转角处连接有第二加强层，所述第二加强层用以提高所述软膜倒角处的强度、避免分层。
优选的，所述模具主体的表面设有支撑层，所述支撑层包括第一无孔隔离层、无孔支撑层以及有孔支撑层，所述第一无孔隔离层、无孔支撑层以及有孔支撑层由下至上依次叠合，所述有孔支撑层的表面叠放有所述坯料，所述第一无孔隔离层粘合于所述模具主体的表面。
一种碳纤维复材蒙皮组件的制备方法，包括如下步骤：
S1制作工艺压板：
S1.1将多层织物叠合在一起形成织物层，并在织物层的表面刷多层脱模剂；
S1.2将第一加强层铺叠在所述织物层侧面；
S1.3将第二加强层铺叠在所述第一加强层的倒角处，形成软膜；
S1.4在所述软膜的表面涂刷多层脱模剂，形成工艺压板；
S2制作蒙皮组件：
S2.1将支撑层叠放在模具主体表面；
S2.2在所述支撑层上铺叠多层坯料，并在所述坯料最上层铺叠挡条31；
S2.3将可剥层、第二无孔隔离层、所述工艺压板以及两层有孔隔离层由下至上依次铺叠，便可完成蒙皮组件的制作；
S3成型检测。
优选的，所述第二加强层铺叠有3-5层。
优选的，所述第二无孔隔离层设置于所述坯料四周边缘向内10-20mm处的上方，所述第二无孔隔离层的四周用压敏胶带固定于所述模具主体上。
优选的，所述成型检测包括以下步骤：
S3成型检测；
S3.1在所述蒙皮组件外部套上外护层，然后连通真空设备，利用负压真空抽出所述外护层中的空气，消除各个膜之间的间隙；
S3.2将所述模具主体、所述蒙皮组件一同送入到热压罐内，进行热压成型；
S3.3将固化后的蒙皮脱模；
S3.4对脱模后的蒙皮进行超声探伤检测、外形尺寸检测。
本发明的有益效果：通过软膜和脱模层的组合来形成新的工艺压板，无需再使用白色离型膜，从而消除了白色离型膜所产生压痕，提高产品质量。
附图说明
图1为本发明所示的复材蒙皮组件结构示意图；
图2为本发明所示的辅助防护层结构示意图；
图3为本发明所示的软膜结构示意图；
图4为本发明所示的支撑层结构示意图。
附图标记：1、模具主体，2、支撑层，21、第一无孔隔离层，22、无孔支撑层，23、有孔支撑层，3、坯料，31、挡条，4、辅助防护层，41、可剥层，42、第二无孔隔离层，43、软膜，431、织物层，432、第一加强层，433、第二加强层，44、有孔隔离层，5、外护层，51、透气毡，52、真空袋。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种碳纤维复材蒙皮组件，包括坯料3，所述坯料3的底面涂有脱模层，脱模层的设置用以方便坯料3的脱模；脱模层示例性的采用脱模剂涂抹制成；
所述坯料3粘合于模具主体1的表面，所述坯料3的表面设有环状的挡条31；辅助防护层4，所述辅助防护层4包括可剥层41、第二无孔隔离层42、软膜43以及有孔隔离层44；所述可剥层41、第二无孔隔离层42、软膜43以及两层所述有孔隔离层44由下至上依次叠合，所述挡条31、第二无孔隔离层42用以便于所述软膜43的安装定位进而消除蒙皮表面的褶皱；挡条31、第二无孔隔离层42用以作为软膜43以及有孔隔离层44的安装基座，可使得软膜43以及有孔隔离层44的铺叠更为精准、平整，进而使得蒙皮表面没有褶皱、凹坑；可剥层41示例性的为可剥离膜，无孔隔离层示例性的为无孔隔离膜，有孔隔离层示例性的为有孔隔离膜；
两层所述有孔隔离层44的孔型为P3，这些孔使得一部分液体可被挤出，液体通过软膜43和有孔隔离层44后被透气毡51吸收，从而减少了液体含量，进而提高产品强度；
所述第二无孔隔离层42为环状且设于所述可剥层41的表面边缘处；无孔隔离层主要起到阻隔保护的效果，避免其所在部位的气体、液体流动；
所述软膜43的顶面、底面均涂有脱模层，所述软膜43和脱模层的连接用以消除蒙皮压痕，通过软膜43和脱模层的组合来形成新的工艺压板，无需再使用白色离型膜，从而消除了白色离型膜所产生压痕，提高产品质量；
外护层5，所述外护层5覆盖于所述辅助防护层4的顶部，所述外护层5与所述模具主体1连接，所述外护层5用以在蒙皮外部形成密封结构，密封结构用以方便后续负压抽气。
作为上述技术方案的改进，所述软膜43包括织物层431、第一加强层432以及第二加强层433，所述织物层431的两侧面覆盖有第一加强层432，所述第一加强层432的转角处连接有第二加强层433，所述第二加强层433用以提高所述软膜43倒角处的强度、避免分层；第一加强层432用以包裹在织物层431外部，对织物层431进行加强保护，第二加强层433设置在第一加强层432的外部，用以进一步保护织物层431倒角区域，提高强度；第一加强层432、第二加强层433示例性的为橡胶垫；
作为上述技术方案的改进，所述模具主体1的表面设有支撑层2，所述支撑层2包括第一无孔隔离层21、无孔支撑层22以及有孔支撑层23，无孔支撑层示例性的为不透气四氟布，有孔支撑层示例性的为透气四氟布；
所述第一无孔隔离层21、无孔支撑层22以及有孔支撑层23由下至上依次叠合，所述有孔支撑层23的表面叠放有所述坯料3，所述第一无孔隔离层21粘合于所述模具主体1的表面；无孔支撑层22以及有孔支撑层23是由玻璃纤维为编织材料编织而成，主要作为蒙皮生产中的抗粘衬片。
作为上述技术方案的改进，所述外护层5包括透气毡51和真空袋52，所述透气毡51覆盖于所述有孔隔离层44的顶部，所述真空袋52包裹于所述透气毡51的顶部，所述真空袋52与所述模具主体1连接；透气毡51用以保证气体能够被吸出的同时吸附物质，是聚脂或尼龙纤维制成的无纺布,耐高温、耐高压、延伸性好；真空袋52用以包裹模具，形成密封腔，避免外界气体进入，保证真空抽气的效果。
如图1所示，图1为本发明所示的复材蒙皮组件结构示意图；
模具主体1的表面涂抹有脱模剂，然后铺叠有支撑层2，再在支撑层2的表面涂抹脱模剂，然后在支撑层2的上方铺叠坯料3，坯料3为碳纤维制品，坯料3的铺叠根据【45/0/-45/0/0/-45/90/45/0/45/90/-45】S铺层信息进行铺叠操作，第一层铺叠完毕后真空预抽15分钟，之后每5层预抽15分钟，最后一层铺叠完成预抽15分钟后进行组装；
在坯料3的表面外边缘处铺叠一圈挡条31，然后再铺叠上辅助防护层4，最后在辅助防护层4的外部铺上透气毡51，将真空袋52覆盖在模具主体1的外部形成密封结构。
如图2所示，图2为本发明所示的辅助防护层结构示意图；
可剥层41的表面叠放有环状的第二无孔隔离层42，第二无孔隔离层42距离可剥层41的表面边缘处有15mm，第二无孔隔离层42的宽度为5cm；在第二无孔隔离层42的表面依次堆叠软膜43、第一层有孔隔离层，第二层有孔隔离层，两层有孔隔离有利于保护的、透气性的结合；软膜43的表面、底面均涂有脱模剂；
如图3所示，图3为本发明所示的软膜结构示意图；
织物层431为软膜43的主体部分，织物层431为的整体内壁和外壁均堆叠有一层第一橡胶垫层432；在织物层431的倒角内壁处堆叠有2层第二橡胶垫层433，织物层431的倒角外壁处堆叠有1层第二橡胶垫层433，第二橡胶垫层433均设在第一橡胶垫层432外部；
一种碳纤维复材蒙皮组件的制备方法，包括如下步骤：
S1制作工艺压板：
S1.1将3层织物叠合在一起形成织物层431，并在织物层431的表面刷3遍脱模剂；
S1.2将第一加强层432铺叠在所述织物层431侧面；
S1.3将第二加强层433铺叠在所述第一加强层432的倒角处，形成软膜43；第二加强层433铺叠有3层；其中内侧面铺叠2层、外侧面铺叠1层；
S1.4在所述软膜43的表面涂刷3遍脱模剂，形成工艺压板；
S2制作蒙皮组件：
S2.1将支撑层2叠放在模具主体1表面；
S2.2在所述支撑层2上铺叠多层坯料3，并在所述坯料3最上层铺叠挡条31；
S2.3将可剥层41、第二无孔隔离层42、所述工艺压板以及两层有孔隔离层由下至上依次铺叠，便可完成蒙皮毛坯的制作；第二无孔隔离层42设置于所述坯料3四周边缘向内10-20mm处的上方，所述第二无孔隔离层42的四周用压敏胶带固定于所述模具主体1上；
S3成型检测：
S3.1在所述蒙皮组件外部套上外护层5，然后连通真空设备，利用负压真空抽出所述外护层5中的空气，消除各个膜之间的间隙；
S3.2将所述模具主体1、所述蒙皮组件一同送入到热压罐内，进行热压成型；
S3.3将固化后的蒙皮脱模；
S3.4对脱模后的蒙皮进行超声探伤检测、外形尺寸检测。
经过观察上述成型件表面无白色压痕、褶皱。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种碳纤维复材蒙皮组件，其特征在于：包括坯料(3)，所述坯料(3)的底面涂有脱模层，所述坯料(3)粘合于模具主体(1)的表面，所述坯料(3)的表面设有环状的挡条(31)；辅助防护层(4)，所述辅助防护层(4)包括可剥层(41)、第二无孔隔离层(42)、软膜(43)以及有孔隔离层(44)；所述可剥层(41)、第二无孔隔离层(42)、软膜(43)以及两层所述有孔隔离层(44)由下至上依次叠合，所述挡条(31)、第二无孔隔离层(42)用以便于所述软膜(43)的安装定位进而消除蒙皮表面的褶皱；所述软膜(43)的顶面、底面均涂有脱模层，所述软膜(43)和脱模层的连接用以消除蒙皮压痕，所述第二无孔隔离层(42)为环状且设于所述可剥层(41)的表面边缘处；外护层(5)，所述外护层(5)覆盖于所述辅助防护层(4)的顶部，所述外护层(5)与所述模具主体(1)连接，所述外护层(5)用以在蒙皮外部形成密封结构；
所述软膜(43)包括织物层(431)、第一加强层(432)以及第二加强层(433)，所述织物层(431)的两侧面覆盖有第一加强层(432)，所述第一加强层(432)的转角处连接有第二加强层(433)，所述第二加强层(433)用以提高所述软膜(43)倒角处的强度、避免分层；
所述第一加强层(432)以及第二加强层(433)为橡胶垫。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维复材蒙皮组件，其特征在于：所述模具主体(1)的表面设有支撑层(2)，所述支撑层(2)包括第一无孔隔离层(21)、无孔支撑层(22)以及有孔支撑层(23)，所述第一无孔隔离层(21)、无孔支撑层(22)以及有孔支撑层(23)由下至上依次叠合，所述有孔支撑层(23)的表面叠放有所述坯料(3)，所述第一无孔隔离层(21)粘合于所述模具主体(1)的表面。
3.一种碳纤维复材蒙皮组件的制备方法，其特征在于：应用上述权利要求2所述的一种碳纤维复材蒙皮组件，包括如下步骤：
S1制作工艺压板：
S1.1将多层织物叠合在一起形成织物层(431)，并在织物层(431)的表面刷多层脱模剂；
S1.2将第一加强层(432)铺叠在所述织物层(431)侧面；
S1.3将第二加强层(433)铺叠在所述第一加强层(432)的倒角处，形成软膜(43)；
S1.4在所述软膜(43)的表面涂刷多层脱模剂，形成工艺压板；
S2制作蒙皮组件：
S2.1将支撑层(2)叠放在模具主体(1)表面；
S2.2在所述支撑层(2)上铺叠多层坯料(3)，并在所述坯料(3)最上层铺叠挡条(31)；
S2.3将可剥层(41)、第二无孔隔离层(42)、所述工艺压板以及有孔隔离层(44)由下至上依次铺叠，便可完成蒙皮组件的制作；
S3成型检测。
4.根据权利要求3所述的一种碳纤维复材蒙皮组件的制备方法，其特征在于：所述第二加强层(433)铺叠有3-5层。
5.根据权利要求4所述的一种碳纤维复材蒙皮组件的制备方法，其特征在于：所述第二无孔隔离层(42)设置于所述坯料(3)四周边缘向内10-20mm处的上方，所述第二无孔隔离层(42)的四周用压敏胶带固定于所述模具主体(1)上。
6.根据权利要求4或5所述的一种碳纤维复材蒙皮组件的制备方法，其特征在于：所述成型检测包括以下步骤：
S3成型检测；
S3.1在所述蒙皮组件外部套上外护层(5)，然后连通真空设备，利用负压真空抽出所述外护层(5)中的空气，消除各个膜之间的间隙；
S3.2将所述模具主体(1)、所述蒙皮组件一同送入到热压罐内，进行热压成型；
S3.3将固化后的蒙皮脱模；
S3.4对脱模后的蒙皮进行超声探伤检测、外形尺寸检测。
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