CN110370682A - 一种带角材的大曲率c型框复合材料制件成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带角材的大曲率C型框复合材料制件成型方法，其包括在气囊成型模中铺叠1mm厚的碳纤维预浸料，按计算出的所需的未硫化橡胶的宽度卷成筒状，放入已铺叠预浸料的气囊成型模中，制成碳纤维和橡胶复合型气囊；在角材铺叠模上铺叠L型角材坯料，并进行热压实；将热压实后的L型角材坯料转移至1mm碳纤维之上；在零件成型模上放置挡胶槽，在组合后的零件成型模上放置0°纤维填充坯料，铺叠C型部分预浸料；放置工艺盖板，封装真空袋，进入热压罐固化成型；固化结束，拆除真空袋，脱模，得到带L型角材的C型框。通过此方法制造的C型截面框零件L型角材部分表面质量光滑平整，内部质量无空隙密集等缺陷。

Description

一种带角材的大曲率C型框复合材料制件成型方法
技术领域
本发明属于复合材料加工成型技术领域，具体是一种带角材的大曲率C型框复合材料制件成型方法。
背景技术
C型截面框是机身主承力结构的重要组成部分，复合材料C型框的应用是提高机身复合材料用量的重要举措。目前，国内仍主要采用真空袋-热压罐法制造碳纤维复合材料C型框零件。C型框类零件结构复杂、曲率大，带L型角材，制造难度大，尤其是大曲率L型角材的成型方案是制造关键所在，采用传统的金属工装对金属工装成型L型角材，由于刚性对刚性工装加压易出现不均匀问题，导致角材的立边易出现空隙密集等内部质量问题；而采用软质气囊成型L型角材时，由于此类零件曲率较大，L型角材卧边纤维在固化过程中易褶皱，出现纤维屈曲、表面凹陷等质量问题，所以急需找到一种能够成型出质量良好的带L型角材的C型框零件的成型工艺方案。
发明内容
本发明的目的：本发明要解决的技术问题是提供一种带角材的大曲率C型截面框类零件成型方法，使用该方法，成型的零件质量较好，成品率高，降低生产成本。
本发明的技术方案为
一种带角材的大曲率C型框复合材料制件成型方法，所述的带角材的大曲率C型框复合材料制件成型方法包括以下步骤：
步骤一：在气囊成型模中铺叠1mm厚的碳纤维预浸料，按计算出的所需的未硫化橡胶的宽度卷成筒状，放入已铺叠预浸料的气囊成型模中，并用刮板对R角、直角区进行刮实，封装真空袋，加热加压固化，制成碳纤维和橡胶复合型气囊1，作为辅助工装，碳纤维和橡胶复合型气囊1包括1mm碳纤维101和硫化橡胶102，硫化橡胶102为筒状，其中的相邻两侧面连接处形成R角，1mm碳纤维101覆盖于该两侧面上；
步骤二：在角材铺叠模上铺叠L型角材坯料，并进行热压实；
步骤三：将碳纤维和橡胶复合型气囊1转移至零件成型模3中，按定位线固定，将步骤二中热压实后的L型角材坯料转移至碳纤维和橡胶复合型气囊1的1mm碳纤维101之上；
步骤四：在零件成型模3上放置挡胶槽4，将工装的可移动部分301与固定部分302组合，在组合后的零件成型模3上放置0°纤维填充坯料，并铺叠C型部分预浸料；
步骤五：放置工艺盖板5，封装真空袋，进入热压罐固化成型；
步骤六：固化结束，拆除真空袋，脱模，得到带L型角材的C型框2，其包括C型截面部分201、0°纤维填充202和L型角材部分203。
本发明的效果和益处是：通过此方法制造的C型截面框零件L型角材部分表面质量光滑平整，内部质量无空隙密集等缺陷。突破带角材的大曲率C型框类结构复合材料零件在实际生产制造中的技术障碍，大大降低了生产成本，提高了成品率和生产效率。本发明还可用于大曲率的半封闭结构类其他复合材料制件的制造。
附图说明
图1为带L型角材的C型框结构示意图；
图2为带L型角材的C型框截面图，带L型角材的C型框包括C型截面部分、0°纤维填充和L型角材部分；
图3为碳纤维和橡胶复合型气囊的结构示意图；
图4为带角材的C型截面框成型方法的示意图。
图中：1碳纤维和橡胶复合型气囊；101 1mm碳纤维；102硫化橡胶；2带L型角材的C型框；201 C型截面部分；202 0°纤维填充；203 L型角材部分；3零件成型模；301可移动部分；302固定部分；4挡胶槽；5工艺盖板；6封装平板。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
应当了解，所附附图并非按比例地绘制，而仅是为了说明本发明的基本原理的各种特征的适当简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在所附多个附图中，同样的或等同的部件(元素)以相同的附图标记标引。
本实施例中，充分考虑大曲率异形带角材的C型截面框类零件的结构特点及工装的结构形式，采用一种辅助工装——碳纤维和橡胶复合型气囊，与金属成型工装配合，一起成型C型框零件。具体地，该带角材的大曲率C型框复合材料制件成型方法，包括以下步骤：
步骤一：首先在气囊成型模中铺叠1mm厚的碳纤维预浸料，然后按计算出的所需的未硫化橡胶的宽度卷成筒状，放入已铺叠预浸料的气囊成型模中，并用刮板对R角、直角区进行刮实，封装真空袋，加热加压固化，制成碳纤维和橡胶复合型气囊1，作为辅助工装用，其包括1mm碳纤维101和硫化橡胶102。如图3所示，1mm碳纤维101覆盖于筒状的硫化橡胶102具有R角的相邻两侧面，用于放置L型角材坯料，以形成L型角材部分203的直角区用于与零件成型模3的固定部分302卡接。
步骤二：在角材铺叠模上铺叠L型角材坯料，并进行热压实。
步骤三：将碳纤维和橡胶复合型气囊1转移至零件成型模3中，按定位线固定，将热压实后的L型角材坯料转移至碳纤维和橡胶复合型气囊1的1mm碳纤维101之上。
步骤四：在零件成型模3上放置挡胶槽4，将工装的可移动部分301与固定部分302组合。在组合后的零件成型模3上放置0°纤维填充坯料，然后铺叠C型部分预浸料(如图4所示)。
步骤五：放置工艺盖板5，封装真空袋，进入热压罐固化成型。
步骤六：固化结束，拆除真空袋，脱模，得到带L型角材的C型框2，其包括C型截面部分201、0°纤维填充202和L型角材部分203。
以上示例性实施方式所呈现的描述仅用以说明本发明的技术方案，并不想要成为毫无遗漏的，也不想要把本发明限制为所描述的精确形式。显然，本领域的普通技术人员根据上述教导做出很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员便于理解、实现并利用本发明的各种示例性实施方式及其各种选择形式和修改形式。本发明的保护范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。

Claims (1)

1.一种带角材的大曲率C型框复合材料制件成型方法，其特征在于，所述的带角材的大曲率C型框复合材料制件成型方法包括以下步骤：
步骤一：在气囊成型模中铺叠1mm厚的碳纤维预浸料，按计算出的所需的未硫化橡胶的宽度卷成筒状，放入已铺叠预浸料的气囊成型模中，并用刮板对R角、直角区进行刮实，封装真空袋，加热加压固化，制成碳纤维和橡胶复合型气囊(1)，作为辅助工装，碳纤维和橡胶复合型气囊(1)包括1mm碳纤维(101)和硫化橡胶(102)，硫化橡胶(102)为筒状，其中的相邻两侧面连接处形成R角，1mm碳纤维(101)覆盖于该两侧面上；
步骤二：在角材铺叠模上铺叠L型角材坯料，并进行热压实；
步骤三：将碳纤维和橡胶复合型气囊(1)转移至零件成型模(3)中，按定位线固定，将步骤二中热压实后的L型角材坯料转移至碳纤维和橡胶复合型气囊(1)的1mm碳纤维(101)之上；
步骤四：在零件成型模(3)上放置挡胶槽(4)，将工装的可移动部分(301)与固定部分(302)组合，在组合后的零件成型模(3)上放置0°纤维填充坯料，并铺叠C型部分预浸料；
步骤五：放置工艺盖板(5)，封装真空袋，进入热压罐固化成型；
步骤六：固化结束，拆除真空袋，脱模，得到带L型角材的C型框(2)，其包括C型截面部分(201)、0°纤维填充(202)和L型角材部分(203)。
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