CN111923452A - 一种控制复合材料双曲面蒙皮固化变形的成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种控制复合材料双曲面蒙皮固化变形的成型方法，蒙皮成型工装的型面为阳模，在工装表面刷涂脱模剂，投影校准后在工装表面铺叠第一层预浸料，预抽压实后继续进行预浸料的铺叠；对第二层预浸料至倒数第二层预浸料的R区进行切口拼接，且每一层拼接位置错位15mm；最后进行最后一层预浸料铺叠。本发明通过阳模的设置以及对第二层预浸料至倒数第二层预浸料的R区进行切口拼接，有效降低了双曲面蒙皮的固化变形。本发明中采用的铺层R区切断后拼接,使R区纤维在固化时应力减少，后续变形量减小；装配区域断口纤维切断，舱门蒙皮固化时不产生应力，改善变形。

Description

一种控制复合材料双曲面蒙皮固化变形的成型方法
技术领域
本发明属于双曲面蒙皮固化的技术领域，具体涉及一种控制复合材料双曲面蒙皮固化变形的成型方法。
背景技术
复合材料双曲面蒙皮零件用于舱门结构胶接件中，内表面为胶接配合面，底部和侧面有装配槽口和排水孔，与其他支撑性零件有胶接和装配关系。目前，复合材料双曲面蒙皮零件为保证装配外表面的表面质量和后续胶接件的加工要求一般使用阴模工装，但采用此方案时，由于双曲面蒙皮外形异形，且外形尺寸较大，铺层设计不对称，使用阴模工装制造的双曲面零件固化后整体变形量大，由于固化变形原因造成零件外形大于理论尺寸，曲面变形率大，造成后续使用双曲面蒙皮零件的胶接件和装配件外形超差，整机装配时配合阶差超差的问题，此问题使得后续胶接件和装配件多次返工或报废，浪费零件的制造成本，且延长生产周期。
发明内容
本发明公开了一种控制复合材料双曲面蒙皮固化变形的成型方法，通过阳模的设置以及对第二层预浸料至倒数第二层预浸料的R区进行切口拼接，降低了双曲面蒙皮的固化变形。
本发明主要通过以下技术方案实现：一种控制复合材料双曲面蒙皮固化变形的成型方法，蒙皮成型工装的型面为阳模，在工装表面刷涂脱模剂，投影校准后在工装表面铺叠第一层预浸料，预抽压实后继续进行预浸料的铺叠；对第二层预浸料至倒数第二层预浸料的R区进行切口拼接，且每一层拼接位置错位15mm；最后进行最后一层预浸料铺叠。所述投影校准的方法为现有技术，故不再赘述。
为了更好地实现本发明，进一步的，工装框架与工装型面的连接处材料的热膨胀系数与工装型面相同，且工装模板工作面的光洁度为1.6。
为了更好地实现本发明，进一步的，在工装表面刷涂Frekote700NC脱模剂。
为了更好地实现本发明，进一步的，最后一层预浸料全层铺叠，且每一层需要用熨斗将预浸料压平。
为了更好地实现本发明，进一步的，在完成所有铺层的铺叠后，根据零件外形线，将蒙皮侧部的装配槽口的预浸料纤维切断，去除多余预浸料。通过纤维切断实现了应力的释放，降低了对变形的影响。
为了更好地实现本发明，进一步的，组装固化完成后，出罐后间隔24小时后进行脱模，放置期间工装连接真空。
现有技术中使用的阴模工装使双曲面蒙皮外形变形较大，现有技术的工艺本身缺陷大，且现有技术中工装材料的膨胀系数差距大，进一步加剧了变形。
本发明的有益效果：
(1)本发明通过阳模的设置以及对第二层预浸料至倒数第二层预浸料的R区进行切口拼接，有效降低了双曲面蒙皮的固化变形。
(2)本发明中采用的铺层R区切断后拼接,使R区纤维在固化时应力减少，后续变形量减小；装配区域断口纤维切断，舱门蒙皮固化时不产生应力，改善变形。
(3)本发明通过对工装框架与工装型面的连接处材料的匹配以及光洁度的设置有效降低了双曲面蒙皮的固化变形。
(4)本发明通过纤维切断实现了应力的释放，降低了对变形的影响。
(5)本发明通过出罐后间隔24小时的陈化稳定，降低了双曲面蒙皮外形的变形率，具有较好的实用性。
附图说明
图1为复合材料双曲面蒙皮零件结构示意图；
图2为复合材料双曲面蒙皮成型工装示意图；
图3为图2的侧面结构示意图；
图4为复合材料双曲面蒙皮零件铺叠示意图；
图5为复合材料双曲面零件装配区域纤维切断位置示意图；
图6工装结构的变形仿真结构图；
图7为贴袋面表面结构示意图。
其中：1-脱模剂、2-第一层预浸料、3-第二层预浸料至倒数第二层预浸料、4-最后一层预浸料、5-第一装配槽口、6-第二装配槽口、7-第三装配槽口。
具体实施方式
实施例1：
一种控制复合材料双曲面蒙皮固化变形的成型方法，如图1-图3所示，根据双曲面蒙皮型面设计一套成型模为阳模，工装材料为INVAR的双曲面蒙皮成型工装，工装框架与工装型面的连接处材料的热膨胀系数与工装型面相同，工装模板工作面的光洁度为1.6。
如图4所示，在双曲面蒙皮成型工装上刷涂一层Frekote700NC脱模剂1，待Frekote700NC脱模剂1干燥后，投影校准后在成型工装上铺叠第一层预浸料2，预抽压实后继续预浸料的铺叠，将第二层预浸料至倒数第二层预浸料3上每一层的四角R区进行切口拼接，每一层拼接位置错位15mm，继续完成最后一层预浸料4的铺叠，每一层预浸料用熨斗将预浸料压平。
如图5所示，根据双曲面蒙皮成型工装上的切割线将第一装配槽口5、第二装配槽口6、第三装配槽口7的纤维切断，去除多余预浸料。后续进行组装固化，出罐后间隔24小时后进行脱模，放置期间工装连接真空。
如表1、表2所示，采用阳模工装原因为一方面可以改善蒙皮变形，另一方面消除使用蒙皮胶接时贴袋面的阶差。如图6所示，图6中(a)图为采用阴模工装的变形仿真图，可以看到工装变形量为±2mm；而图6中(b)图为采用阳模工装的变形仿真图，可以看到工装变形量为±1.7mm，相比于阴模工装变形量更低。如图7为使用蒙皮胶接时贴袋面的阶差示意图，图7中(a)图中采用阴模导致了铺层中有丢层，阴模贴袋面有台阶，贴袋面表面质量较差；图7中(b)图中采用阳模，阳模贴袋面无台阶，表面平整，后续装配不会产生阶差，具有较小的变形量。
表1
序号 工装类型 变形量
1 阴模 工装变形量±2mm
2 阳模 工装变形量正负1.7mm
表2
Figure BDA0002551203170000031
本发明通过阳模的设置以及对第二层预浸料至倒数第二层预浸料3的R区进行切口拼接，有效降低了双曲面蒙皮的固化变形。本发明中采用的铺层R区切断后拼接,使R区纤维在固化时应力减少，后续变形量减小；装配区域断口纤维切断，舱门蒙皮固化时不产生应力，改善变形。本发明通过对工装框架与工装型面的连接处材料的匹配以及光洁度的设置有效降低了双曲面蒙皮的固化变形。本发明通过纤维切断实现了应力的释放，降低了对变形的影响。本发明通过出罐后间隔24小时的陈化稳定，降低了双曲面蒙皮外形的变形率，具有较好的实用性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种控制复合材料双曲面蒙皮固化变形的成型方法，其特征在于，蒙皮成型工装的型面为阳模，在工装表面刷涂脱模剂（1），投影校准后在工装表面铺叠第一层预浸料（2），预抽压实后继续进行预浸料的铺叠；对第二层预浸料至倒数第二层预浸料（3）的R区进行切口拼接，且每一层拼接位置错位15mm；最后进行最后一层预浸料（4）铺叠。
2.根据权利要求1所述的一种控制复合材料双曲面蒙皮固化变形的成型方法，其特征在于，工装框架与工装型面的连接处材料的热膨胀系数与工装型面相同，且工装模板工作面的光洁度为1.6。
3.根据权利要求1所述的一种控制复合材料双曲面蒙皮固化变形的成型方法，其特征在于，在工装表面刷涂Frekote 700NC脱模剂（1）。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种控制复合材料双曲面蒙皮固化变形的成型方法，其特征在于，最后一层预浸料（4）全层铺叠，且每一层需要用熨斗将预浸料压平。
5.根据权利要求4所述的一种控制复合材料双曲面蒙皮固化变形的成型方法，其特征在于，在完成所有铺层的铺叠后，根据零件外形线，将蒙皮侧部的装配槽口的预浸料纤维切断，去除多余预浸料。
6.根据权利要求5所述的一种控制复合材料双曲面蒙皮固化变形的成型方法，其特征在于，组装固化完成后，出罐后间隔24小时后进行脱模，放置期间工装连接真空。
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