CN111907091B - 复合材料加筋壁板t型和/或工型长桁加压方法 - Google Patents
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Abstract
复合材料加筋壁板T型和/或工型长桁加压方法，属于复合材料长桁成型技术领域。将长桁预成型体转移至固化工装上，长桁预成型体两侧用定位件一定位，长桁预成型体长度方向一端用定位件二定位，长桁预成型体外形为T型和/或工型；在长桁预成型体表面放置隔离膜，在T型长桁预成型体两侧放置L型软膜，将T型长桁预成型体连同L型软膜一同放置在真空袋内，再在L型软膜两侧放置L型辅助型材组成T型长桁预成型体组件，最后用弹簧夹夹紧T型长桁预成型体组件置于热压罐中固化；工型长桁预成型体加压方式与T型长桁预成型体相同，只不过L型软膜换成C型软模，L型辅助型材换成方形辅助型材。本发明用于复合材料加筋壁板T型和/或工型长桁加压。
Description
技术领域
本发明属于复合材料长桁成型技术领域，具体涉及一种复合材料加筋壁板T型和/或工型长桁加压方法。
背景技术
复合材料的优越性能使其在航空领域得到越来越广泛应用，越来越多的大尺寸、超大尺寸及高精度复合材料加筋壁板零件的“T型”和“工型”长桁都选择共固化和共胶接成型。由于复合材料在热压罐固化过程中长桁腹板和长桁掾条的加压情况是直接影响整个复合材料产品的内在质量，是权衡整个复合材料零件是否合格的重要因素之一，而如何解决好复合材料加筋壁板长桁腹板和长桁掾条的加压问题就显得尤为重要。现有复合材料加筋壁板的长桁成型方法存在下述问题：
1、多数采用金属材料作为固化模具，然而金属模具存在应力变形和塑性变形，复合材料零件在热压罐固化过程中，热压罐内的压力无法消除金属模具变形的情况下，就会造成长桁腹板和掾条加压出现压力传递不均，造成长桁腹板，掾条，R角区域拼胶、分层，孔隙率超差等缺陷，造成复材零件报废。
2、少数采用织物预浸料+Airpad橡胶的软膜形式，最大的缺点是，织物预浸料和Airpad橡胶采购周期长，成本高，利用率低，工装成本费用高。
发明内容
本发明的目的是为解决现有技术存在的上述问题，提供一种复合材料加筋壁板T型和/或工型长桁加压方法。利用该加压方法可提高复合材料内部质量，提高生产效率，减少报废率，降低制造成本。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：
一种复合材料加筋壁板T型和/或工型长桁加压方法，所述方法包括如下步骤：
步骤一：先将长桁预成型体转移至固化工装上，所述长桁预成型体的两侧利用定位件一进行定位，长桁预成型体长度方向的一端利用定位件二进行定位，所述定位件一和定位件二均与固化工装可拆卸固定连接；长桁预成型体外形为T型和/或工型；
步骤二：进行封装；在长桁预成型体表面放置隔离膜，当长桁预成型体为T型时，在T型长桁预成型体两侧放置L型软膜，之后，将T型长桁预成型体连同L型软膜一同放置在真空袋内，抽真空-0.08MPa～-0.085MPa，再在L型软膜两侧放置L型辅助型材并组成T型长桁预成型体组件，最后用弹簧夹夹紧T型长桁预成型体组件；
当长桁预成型体为工型时，在工型长桁预成型体两侧放置C型软模，之后，将工型长桁预成型体连同C型软模一同放置在真空袋内，抽真空-0.08MPa～-0.085MPa，再在C型软模两侧放置方形辅助型材并组成工型长桁预成型体组件，最后用弹簧夹夹紧工型长桁预成型体组件；
步骤三：热压罐固化；将夹紧的T型长桁预成型体组件和/或工型长桁预成型体组件放入热压罐中固化，固化参数是：固化压力为0.3±0.02MPa，当热压罐内压力与真空袋内压力平衡时，真空袋通大气，加压完毕后开始升温，固化温度为177℃±5℃，恒温时间为120±5min，加热速率要求：35℃～165℃之间为0.6～3℃/min，166℃～172℃之间为0.2～2.5℃/min，在固化过程中利用热压罐内的高温使L型软膜和/或C型软模膨胀，L型软膜和/或C型软模产生的膨胀力施加到相对应的长桁腹板和掾条上，实现加压过程。
本发明相对于现有技术的有益效果是：本发明的复合材料加筋壁板T型和/或工型长桁加压方法，解决了复合材料加筋壁板零件的T型和/或工型长桁在热压罐固化过程中的加压问题，只需要在T型长桁两侧安装适合尺寸的L型硅橡胶软模，和/或在工型长桁两侧安装适合尺寸的C型硅橡胶软模(由于是复合材料在热压罐内高温成型)，使硅橡胶软膜在高温情况下自身膨胀实现对T型和/或工型长桁腹板和掾条加压，保证了复合材料产品制件的内在质量，降低工装投入费用，提高产品成品率，提高工作效率，缩短零件交付周期，此加压方法特别适合大飞机，大尺寸，超大尺寸复合材料加筋壁板T型和/或工型长桁的腹板和掾条加压。
附图说明
图1是本发明的复合材料加筋壁板T型和/或工型长桁加压方法步骤一中，长桁预成型体固定在固化工装上的主视图；
图2是图1的仰视图；
图3是图1的A-A截面的剖视图；
图4是本发明的复合材料加筋壁板T型和/或工型长桁加压方法步骤二中，在C型软模两侧放置方形辅助型材的剖面图；
图5是两个L型软膜对称放置的剖面图；
图6是弹簧夹的结构示意图；
图7是L型软膜、L型辅助型材及弹簧夹组合的结构示意图；
图8是图7的B-B截面的剖视图；
图9是图1的D处局部放大图；
图10是图1的E处局部放大图；
图11是图1的F处局部放大图；
图12是图1的G处局部放大图；
图13是图2的H处局部放大图；
图14是图3的I处局部放大图；
图15是图6的J处局部放大图；
图16是图7的K处局部放大图；
图17是图14的L处局部放大图；
图18是图16的M处局部放大图。
上述附图中涉及的部件名称及标号如下：
L型软膜1、L型辅助型材2、弹簧夹3、固化工装4、定位件一5、定位件二6、C型软模7、方形辅助型材8。
具体实施方式
具体实施方式一：如图1-图18所示，本实施方式披露了一种复合材料加筋壁板T型和/或工型长桁加压方法，所述方法包括如下步骤：
步骤一：先将长桁预成型体转移至固化工装4上，所述长桁预成型体的两侧利用定位件一5进行定位，长桁预成型体长度方向的一端利用定位件二6进行定位，所述定位件一5和定位件二6均与固化工装(通过螺钉)可拆卸固定连接；长桁预成型体外形为T型和/或工型；
步骤二：进行封装；在长桁预成型体表面放置隔离膜，当长桁预成型体为T型时，在T型长桁预成型体两侧放置L型软膜1，之后，将T型长桁预成型体连同L型软膜1一同放置在真空袋内，抽真空-0.08MPa～-0.085MPa，再在L型软膜1两侧放置L型辅助型材2(材料：6061)并组成T型长桁预成型体组件，最后用弹簧夹3(为现有部件)夹紧T型长桁预成型体组件；
当长桁预成型体为工型时，在工型长桁预成型体两侧放置C型软模7，之后，将工型长桁预成型体连同C型软模7一同放置在真空袋内，抽真空-0.08MPa～-0.085MPa，再在C型软模7两侧放置方形辅助型材8(材料：6061)并组成工型长桁预成型体组件，最后用弹簧夹3夹紧工型长桁预成型体组件；
步骤三：热压罐固化；将夹紧的T型长桁预成型体组件和/或工型长桁预成型体组件放入热压罐中固化，固化参数是：固化压力为0.3±0.02MPa，当热压罐内压力与真空袋内压力平衡时，真空袋通大气，加压完毕后开始升温，固化温度为177℃±5℃，恒温时间为120±5min，加热速率要求：35℃～165℃之间为0.6～3℃/min，166℃～172℃之间为0.2～2.5℃/min，在固化过程中利用热压罐内的高温使L型软膜1和/或C型软模7膨胀，L型软膜1和/或C型软模7产生的膨胀力施加到相对应的长桁腹板和掾条上，实现加压过程。
进一步的是，如图3、图4及图14所示，步骤二中，所述L型软膜1和/或C型软模7的材质均为硅橡胶(用于长桁加压)。
进一步的是，如图3、图4所示，步骤二中，所述L型软膜1的长度与T型长桁预成型体的长度一致，所述C型软模7的长度与工型长桁预成型体长度一致。
步骤一中，所述固化工装4、定位件一5及定位件二6均为现有部件。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明的限制。是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种复合材料加筋壁板T型和/或工型长桁加压方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
步骤一：先将长桁预成型体转移至固化工装（4）上，所述长桁预成型体的两侧利用定位件一（5）进行定位，长桁预成型体长度方向的一端利用定位件二（6）进行定位，所述定位件一（5）和定位件二（6）均与固化工装可拆卸固定连接；长桁预成型体外形为T型和/或工型；
步骤二：进行封装；在长桁预成型体表面放置隔离膜，当长桁预成型体为T型时，在T型长桁预成型体两侧放置L型软膜（1），之后，将T型长桁预成型体连同L型软膜（1）一同放置在真空袋内，抽真空-0.08MPa~-0.085MPa，再在L型软膜（1）两侧放置L型辅助型材（2）并组成T型长桁预成型体组件，最后用弹簧夹（3）夹紧T型长桁预成型体组件；所述L型软膜（1）的长度与T型长桁预成型体的长度一致；
当长桁预成型体为工型时，在工型长桁预成型体两侧放置C型软模（7），之后，将工型长桁预成型体连同C型软模（7）一同放置在真空袋内，抽真空-0.08MPa~-0.085MPa，再在C型软模（7）两侧放置方形辅助型材（8）并组成工型长桁预成型体组件，最后用弹簧夹（3）夹紧工型长桁预成型体组件；所述C型软模（7）的长度与工型长桁预成型体长度一致；所述L型软膜（1）和/或C型软模（7）的材质均为硅橡胶；
步骤三：热压罐固化；将夹紧的T型长桁预成型体组件和/或工型长桁预成型体组件放入热压罐中固化，固化参数是：固化压力为0.3±0.02MPa，当热压罐内压力与真空袋内压力平衡时，真空袋通大气，加压完毕后开始升温，固化温度为177℃±5℃，恒温时间为120±5min，加热速率要求：35℃~165℃之间为0.6~3℃/min，166℃~172℃之间为0.2~2.5℃/min，在固化过程中利用热压罐内的高温使L型软膜（ 1） 和/或C型软模（7）膨胀，L型软膜（1）和/或C型软模（7）产生的膨胀力施加到相对应的长桁腹板和掾条上，实现加压过程。
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