CN110303693A - 一种小型翼面复合材料夹芯件的模压成型方法 - Google Patents

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Abstract

一种小型翼面复合材料夹芯件的模压成型方法，首先设计制造出发泡芯对合阴模上模与发泡芯对合阴模下模组成的发泡芯对合阴模、曲面蒙皮的整体铺贴阳模和总固化对合阴模，然后在在整体铺贴阳模上对预浸料蒙皮进行脱模，再将预浸料蒙皮和发泡夹芯制件进行组合装配成复合材料夹芯制件，铺贴过程中进行常温抽真空预压实；依次将复合材料夹芯件放入总固化对合阴模中，上热压机按照材料的工艺参数进行加温固化，以确保产品质量的一致性，待复合材料夹芯件固化成型为翼面复合材料夹芯件预成型体后，将翼面复合材料夹芯件预成型体从总固化对合阴模脱模取出，按照产品要求加工、修整即得小型翼面复合材料夹芯件，该方法适用于大批量生产，且能保证产品的外形质量。

Description

一种小型翼面复合材料夹芯件的模压成型方法
技术领域
本发明涉及模压成型技术领域，尤其涉及一种小型翼面复合材料夹芯件的模压成型方法。
背景技术
碳纤维复合材料以其比重小、比强度和比模量高、不易腐蚀、成型方便、质量美观等优点已广泛应用在航空航天产品上，且复合材料零件的结构越来越复杂，其中翼面结构件由复合材料制造已屡见不鲜。翼型结构复合材料夹芯件由多种材质组合而成，该复合材料结构件中间为泡沫夹芯及铝合金，上、下结构翼面为整体碳纤维蒙皮形式，针对该类结构件，在保证零件外形及质量的前提下，确保成型是个极大的挑战，常规方法：将整体预浸料层压板蒙皮分开、内部的泡沫夹芯及金属件分别加工，然后进行预装配配合，配合完成后采用热压罐成型方式对各零件进行组合连接，上述工艺方法制得的该类型产品外形质量一致性较难保证，且整个工艺过程较长，生产效率低。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种小型翼面复合材料夹芯件的模压成型方法，以解决上述背景技术中的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种小型翼面复合材料夹芯件的模压成型方法，具体步骤如下：
1)按照小型翼面复合材料夹芯件的三维数模，设计制造出发泡芯对合阴模上模与发泡芯对合阴模下模组成的发泡芯对合阴模、曲面蒙皮的整体铺贴阳模和总固化对合阴模，共三套模具；
2)在发泡芯对合阴模下模上进行金属件定位组装，然后在金属件周围区域按照重量要求放入粉末状发泡胶，最后盖上发泡芯对合阴模上模，按照发泡胶的工艺参数进行固化；
3)发泡夹芯制件成型起模后，将脱模的发泡夹芯制件使用清洗溶剂对表面清洗干净，在发泡夹芯制件上铺贴一层胶膜，以备与后续预浸料蒙皮进行胶接；
4)在整体铺贴阳模上按照产品要求铺贴预浸料蒙皮，并在相应的对称铺层上铺贴对称层数的碳纤维预浸料单向带，且在铺贴过程中对预浸料单向带进行预压实工序，每铺5层进行预压实一次；
5)在整体铺贴阳模上对预浸料蒙皮进行脱模，然后将预浸料蒙皮和发泡夹芯制件进行组合装配得复合材料夹芯预制件；
6)将复合材料夹芯件前缘组合工装置入复合材料夹芯件前缘组合工装上模与复合材料夹芯件前缘组合工装下模内，复合材料夹芯件前缘组合工装上模与复合材料夹芯件前缘组合工装下模安装在总固化对合阴模上；
7)将复合材料夹芯预制件放入总固化对合阴模中，上热压机按照预浸料的工艺参数进行加温固化；
8)待复合材料夹芯预制件固化成型为翼面复合材料夹芯件预成型体后，将翼面复合材料夹芯件预成型体从总固化对合阴模脱模取出；
9)按照产品的技术条件对翼面复合材料夹芯件预成型体进行加工、修整即得小型翼面复合材料夹芯件。
在本发明中，在发泡芯对合阴模下模上设置对金属件进行定位组装的定位装置，定位装置包括金属件垫块与金属件接头。
在本发明中，为确保小型翼面复合材料夹芯件的碳纤维蒙皮曲面的平整性，定制一套铺贴蒙皮的整体铺贴阳模，在整体铺贴阳模上铺放相应对称层数的碳纤维预浸料单向带，铺贴过程中进行常温抽真空压实，使预浸料的层与层之间紧密贴合，排除气体。
有益效果：通过本发明制备的小型翼面复合材料夹芯件，不需要采用投入大的热压罐设备，模具较少；且将小型翼面复合材料夹芯件放入总固化对合阴模中，上热压机按照材料的工艺参数进行加温固化，有效的保证了产品质量的一致性，该方法适用于大批量生产，且能保证产品的外形质量。
附图说明
图1为本发明的较佳实施例中的整体铺贴阳模结构示意图。
图2为本发明的较佳实施例中的发泡芯对合阴模下模结构示意图。
图3为本发明的较佳实施例中的发泡芯对合阴模结构示意图。
图4为本发明的较佳实施例中的复合材料夹芯件前缘组合工装示意图。
图5为本发明的较佳实施例中的复合材料夹芯件放入总固化对合阴模示意图。
图6为本发明的较佳实施例中的小型翼面复合材料夹芯件组合示意图。
图7为本发明的较佳实施例中的小型翼面复合材料夹芯件固化示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1～7的一种小型翼面复合材料夹芯件的模压成型方法，具体步骤如下：
1）按照小型翼面复合材料夹芯件的三维数模，设计制造发泡芯对合阴模如图2～3所示、曲面蒙皮的整体铺贴阳模1如图1所示和总固化对合阴模如图7所示；
发泡芯对合阴模由发泡芯对合阴模上模6与发泡芯对合阴模下模5组成，并在发泡芯对合阴模下模5上设置有对金属件进行定位组装的金属件垫块2与金属件接头4，在靠近金属件周围的发泡芯对合阴模下模5上置入发泡胶3；
2）在发泡芯对合阴模下模5上进行金属件定位组装，然后在靠近金属件周围区域放入重量要求的粉末状发泡胶，最后盖上发泡芯对合阴模上模6，按照发泡胶的工艺参数进行加温固化；
3）待发泡胶3发泡成型得到发泡夹芯制件后，将脱模的发泡夹芯制件使用溶剂对表面清洗干净，然后在发泡夹芯制件上铺贴一层胶膜，以备与后续预浸料蒙皮进行胶接；
4）在整体铺贴阳模1上按照产品要求铺贴预浸料蒙皮，并在相应的对称铺层上铺贴对称层数的碳纤维预浸料单向带，且在铺贴过程中对预浸料单向带进行预压实工序，每铺5层进行预压实一次；
5）在整体铺贴阳模1上对预浸料蒙皮进行脱模，而后将预浸料蒙皮和发泡夹芯制件进行组合装配成复合材料夹芯预制件；
6）将预制体复合材料夹芯件放入总固化对合阴模中，上热压机按照材料的工艺参数进行加温固化；
复合材料夹芯件通过复合材料夹芯件前缘组合工装7置入复合材料夹芯件前缘组合工装上模10与复合材料夹芯件前缘组合工装下模8内，复合材料夹芯件前缘组合工装上模10与复合材料夹芯件前缘组合工装下模8安装在总固化对合阴模1上；
7）待总固化对合阴模内的复合材料夹芯件固化成型为翼面复合材料夹芯件预成型体9后，将翼面复合材料夹芯件预成型体9从总固化对合阴模脱模取出；
8）按照产品的技术条件对翼面复合材料夹芯件预成型体进行加工、修整即得小型翼面复合材料夹芯件。
在本实施例中，为确保小型翼面复合材料夹芯件的碳纤维蒙皮曲面的平整性，定制一套铺贴蒙皮的整体铺贴阳模，在整体铺贴阳模上铺放相应对称层数的碳纤维预浸料单向带，铺贴过程中进行常温抽真空预压实，使预浸料的层与层之间紧密贴合，排除气体。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种小型翼面复合材料夹芯件的模压成型方法，其特征在于，具体步骤如下：
1）按照小型翼面复合材料夹芯件的三维数模，设计制造由发泡芯对合阴模上模与发泡芯对合阴模下模组成的发泡芯对合阴模、曲面蒙皮的整体铺贴阳模和总固化对合阴模；
2）在发泡芯对合阴模下模上进行金属件定位组装，然后在靠近金属件周围区域放入重量要求的粉末状发泡胶，最后盖上发泡芯对合阴模上模，按照发泡胶的工艺参数进行加温固化；
3）待发泡胶发泡成型得到发泡夹芯制件后，对脱模的发泡夹芯制件清洗干净，然后在发泡夹芯制件上铺贴一层胶膜，以备与后续预浸料蒙皮进行胶接；
4）在整体铺贴阳模上按照产品要求铺贴预浸料蒙皮，并在相应的对称铺层上铺贴对称层数的预浸料单向带；
5）在整体铺贴阳模上对预浸料蒙皮进行脱模，而后将预浸料蒙皮和发泡夹芯制件进行组合装配成复合材料夹芯件；
6）将预制体复合材料夹芯件放入总固化对合阴模中，上热压机按照材料的工艺参数进行固化；
7）待对合阴模内的复合材料夹芯制件固化成型为翼面复合材料夹芯件预成型体后，将翼面复合材料夹芯件预成型体从总固化对合阴模脱模取出；
8）按照产品的技术条件对翼面复合材料夹芯件预成型体进行加工、修整即得小型翼面复合材料夹芯件。
2.根据权利要求1所述的一种小型翼面复合材料夹芯件的模压成型方法，其特征在于，在发泡芯对合阴模下模上设置有对金属件垫块与金属件接头进行定位组装的装置。
3.根据权利要求1所述的一种小型翼面复合材料夹芯件的模压成型方法，其特征在于，在金属件周围的发泡芯对合阴模下模上放入用于发泡的粉末状发泡胶。
4.根据权利要求1所述的一种小型翼面复合材料夹芯件的模压成型方法，其特征在于，步骤3）中，待发泡胶发泡成型得到发泡夹芯制件后，将脱模的发泡夹芯制件使用溶剂进行表面清洗干净。
5.根据权利要求1所述的一种小型翼面复合材料夹芯件的模压成型方法，其特征在于，步骤4）中，预浸料单向带为碳纤维预浸料单向带。
6.根据权利要求1所述的一种小型翼面复合材料夹芯件的模压成型方法，其特征在于，步骤4）中，在铺贴过程中对预浸料单向带进行预压实工序。
7.根据权利要求6所述的一种小型翼面复合材料夹芯件的模压成型方法，其特征在于，每铺5层进行预压实一次。
8.根据权利要求1所述的一种小型翼面复合材料夹芯件的模压成型方法，其特征在于，复合材料夹芯件通过复合材料夹芯件前缘组合工装置入复合材料夹芯件前缘组合工装上模与复合材料夹芯件前缘组合工装下模内，复合材料夹芯件前缘组合工装上模与复合材料夹芯件前缘组合工装下模安装在总固化对合阴模上。
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