CN112590257A - 一种碳纤维复合材料门成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碳纤维复合材料门成型方法，包括以下步骤：1）门板成型；1‑1）模具准备；1‑2）原材料准备；1‑3）预成型；1‑4）固化成型；1‑5）检测；1‑6）机加工；1‑7）入库；步骤2）门框成型；步骤3）挡雪条成型；步骤4）将门板、门框、挡雪条装配完成，其中，步骤2和步骤3的过程与步骤1基本相同，区别仅为在预成型过程中，解决现有技术中中舱门质量重和不耐腐蚀的问题。

Description

一种碳纤维复合材料门成型方法

技术领域

本发明涉及一种复合材料门，特别涉及一种复合材料门成型方法。

背景技术

随着雷达技术的不断发展,其内部电子系统的复杂程度也日益增加,雷达天线阵面的面积变大,为了方便电子系统的安装和维修,阵面内部空间被划分为一个个电子舱，电子系统被放置在舱内,舱外安装一定数量的舱门,当需要对电子系统进行安装、维修和更换时,可以打开舱门进行处理。目前常用的舱门多为金属材质的，既重又不耐腐蚀，受环境影响严重。所以需要制作出具有较好环境适应性、密封性及操作便利的舱门十分重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种碳纤维复合材料门成型方法，解决现有技术中中舱门质量重和不耐腐蚀的问题。

本发明的目的是这样实现的：一种碳纤维复合材料门成型方法，包括以下步骤：

1）门板成型；

1-1）模具准备，将清理干净的门板模具表面喷涂脱模剂；

1-2）原材料准备，准备预浸料、胶膜以及泡沫准备好；

1-3）预成型，将预浸料、胶膜以及泡沫配合门板模具进行铺贴并进行预压成型；

1-4）固化成型，铺贴完成后，使用真空袋进热压罐高温高压固化成型；

1-5）检测，固化成型后的门板经过脱模进行内部质量检测；

1-6）机加工，确认门板无内部质量以及尺寸超差等问题后，开始对门板的安装孔进行机加；

1-7）入库，机加完成后的门板需进行机加尺寸和内部质量的检测，确定无任何问题后方可入中转产品库待后续装配使用；

步骤2）门框成型；

2-1）模具准备，将清理干净的门框模具表面喷涂脱模剂；

2-2）原材料准备，准备预浸料、胶膜以及泡沫准备好；

2-3）预成型，将预浸料、胶膜以及泡沫配合门框模具进行铺贴并进行预压成型；

2-4）固化成型，铺贴完成后，使用真空袋进热压罐高温高压固化成型；

2-5）检测，固化成型后的门框经过脱模进行内部质量检测；

2-6）机加工，确认门框无内部质量以及尺寸超差等问题后，开始对门框的安装孔进行机加；

2-7）入库，机加完成后的门框需进行机加尺寸和内部质量的检测，确定无任何问题后方可入中转产品库待后续装配使用；

步骤3）挡雪条成型；

3-1）模具准备，将清理干净的挡雪条模具表面喷涂脱模剂；

3-2）原材料准备，准备预浸料、胶膜以及泡沫准备好；

3-3）预成型，将预浸料、胶膜以及泡沫配合挡雪条模具进行铺贴并进行预压成型；

3-4）固化成型，铺贴完成后，使用真空袋进热压罐高温高压固化成型；

3-5）检测，固化成型后的挡雪条经过脱模进行内部质量检测；

3-6）机加工，确认挡雪条无内部质量以及尺寸超差等问题后，开始对挡雪条的安装孔进行机加；

3-7）入库，机加完成后的挡雪条需进行机加尺寸和内部质量的检测，确定无任何问题后方可入中转产品库待后续装配使用。

步骤4）将门板、门框、挡雪条装配完成。

作为本发明的进一步限定，步骤1-3）具体方法如下：

1-3-1）根据门板规格，找准平板上的铺层基准线，确定铺层位置；

1-3-2）底层外蒙皮铺层，根据基准线铺第一层预浸料，铺完第一层后需预压实，接着按设定的角度铺完剩下的铺层；

1-3-3）密封边铺层，先在底层外蒙皮表面位于密封边外侧铺设多层预浸料，作为内蒙皮的外边缘部分，再将辅助挡板压紧在密封边外侧的预浸料上；

1-3-4）泡沫夹芯的安放，利用门板模具确定泡沫的安放位置，然后先铺一层胶膜，抽真空打压压实，放上除湿后的泡沫，并用门板模具固定住位置，抽真空打压压实；再在泡沫上铺一层胶膜，抽真空打压压实；

1-3-5）内蒙皮铺层，沿泡沫表面和外蒙皮铺设内蒙皮第一层预浸料，对应密封垫位置处贴靠辅助挡板安放处进行折弯翻边，铺完抽真空打压压实，每铺一层内蒙皮的预浸料都在辅助挡板上对应的翻边处补贴一层加厚料；共铺五层内蒙皮，其中铺完第三层抽真空打压压实，铺完第五层最终袋打压压实。

作为本发明的进一步限定，步骤2-3）具体方法如下：

2-3-1）根据门框规格，固定好门框模具；

2-3-2）内蒙皮铺层，在门框模具的外周L形面上铺设第一层预浸料，并折弯翻边，R角处需要擀实，抽真空打压压实；接着再铺剩余四层料，抽真空打压压实；在抽真空打压压实前需将翻边处的料用隔离膜保护起来；

2-3-3）放置预留块，待内蒙皮铺完后，裁剪掉预留块相应位置的预浸料，并将预留块安装在门框模具的L形面的竖直部上，用于形成门框的锁舌放置处，所述预留块距离竖直部的顶面距离小于距离L形面的水平部距离，同时在预留块的顶面铺上预浸料；

2-3-4）泡沫夹芯的放置，在放置泡沫夹芯之前先将泡沫进行除湿，再在泡沫两端贴上一层预浸料，保证泡沫不外露，包裹完抽真空打压压实，然后将两端贴有一层预浸料的泡沫放置到内蒙皮相应位置上，使其贴合在门框模具竖直部外边缘处，且与预留块保持平齐，铰链加强块采用直接预埋的方式，整体成型，与泡沫同时安置上去，泡沫和铰链加强块的外侧面和上面应保持在同一平面内，铰链加强块加工成中空结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明采用复合材料维修门结构合理可行，充分发挥碳纤维复合材料的比强度高、比模量大、耐疲劳、抗腐蚀的优点，进而得到性能优越的维修门，相对现有的金属门体，提高了强度，环境耐受性，降低了重量；对于本产品，蒙皮薄，不易产生缺陷；产品形状简单，采用共固化成型可以满足要求，并能够简化工艺流程，减少耗能，降低成本；门板和门框均采用热压罐固化成型工艺；热压罐成型的复合材料产品具有良好的质量一致性和尺寸稳定性，加压均匀，制品孔隙率低，树脂含量均匀，不易形成内部缺陷，质量稳定可靠，能满足各种工况要求。

附图说明

图1为本发明中门板预成型示意图。

图2为图5中A处放大图。

图3为本发明中门框预成型过程中使用的模具立体结构示意图。

图4为本发明中门框预成型示意图。

图5为本发明制得的复合材料门立体示意图一。

图6为本发明制得的复合材料门立体示意图二。

图7为本发明制得的复合材料门局部截面放大图一。

图8为本发明制得的复合材料门局部截面放大图二。

其中， 1铰链，2门框，2a框体，2b外沿边，2c泡沫层，2d锁舌槽，3门板，3a泡沫芯，3b板面，3c密封边，3d密封条，4挡雪条，5锁舌，6垫片，7水平部，8竖直部，9预留块。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

一种碳纤维复合材料门成型方法，包括以下步骤：

1.门板成型。

1）模具准备，将清理干净的门板模具表面喷涂770NC脱模剂。

2）原材料准备，预浸料及胶膜需提前一天从冷库中取出，通过自动下料机根据下料图裁切裁切料片，并按照料片上的顺序号整齐安放，待用。泡沫在使用前30分钟，从铝制包装袋中取出并放置于恒温恒湿间指定位置待用。

3）预成型，如图1-2所示。

a．根据门板规格，找准平板上的铺层基准线，确定铺层的大致位置。

b．外蒙皮31的铺层：根据基准线铺第一层预浸料，铺完第一层后需预压实15min；接着按设定的角度铺完剩下的7层，其中第5层预压15min，第8层预压15min。

c. 四周挡板34放置：在放置挡板34之前，先在会被挡板34压住的部分铺5层预浸料33，作为内蒙皮外边缘部分；在铺层过程中，第1层和第5层分别预抽15min。铺完后，根据工装正确安装挡板34。

d. 泡沫夹芯32的安放：利用挡块36确定泡沫夹芯32的安放位置。然后先铺1层A1302胶膜，预抽15min；放上泡沫夹芯32，并用挡块36固定住位置，预抽15min；在泡沫上铺1层A1302胶膜，预抽15min。

e. 内蒙皮35铺层：铺内蒙皮第1层预浸料，注意密封垫安放处进行翻边，翻边高度为16mm（余量为5mm），铺完预抽15min。为保证密封垫安放处的厚度，每铺一层内蒙皮的预浸料351都在翻边处补贴1层加厚料352。共铺5层内蒙皮第3层再预抽15min，铺完第5层打最终袋；该预成型过程主要是为了形成具有较高强度的密封边，再配合密封垫实现门板与门框的密封，同时为保证主体强度，还需在门板的中心设置泡沫夹芯32，在保证门板整体强度的前提下尽可能的减轻门板的重量，同时泡沫夹心层起到很好的关联内外蒙皮的效果；预成型过程中密封边的成型是最难加工的，既要保证其强度，又要保证铺贴时的便利性，因此使用挡板32作为辅助工具来实现密封边的成型，将挡板32外置使得密封边可与内蒙皮一体化成型，其结构的强度更高，铺贴更加便利，同时为了配合凸起的密封边具有较好的双边强度，通过在外蒙皮的外沿先铺贴预浸料33来补强密封边外沿的强度，挡板32在起到定型的同时还可起到压紧预浸料33的作用。

4）固化成型：铺贴完成所有预浸料后，需制作最终真空袋进热压罐高温高压固化成型，制作真空袋时需注意翻边处的形状，防止坍塌变形的情况发生。

5）检测，固化成型后的门板板经过脱模首先进行内部质量检测。我们选用超声波检测仪（A扫）来检测门板内部是否有分层、夹杂等缺陷。

6）机加，确保门板无内部质量以及尺寸超差等问题后，开始对门板的安装孔进行机加。我们选用数控加工中心对门板进行开孔的机加。

7）入库，机加完成后的门板需进行机加尺寸和内部质量的检测，确定无任何问题后方可入中转产品库待后续装配使用。

2.门框成型。

1）模具准备，将清理干净的门框模具表面喷涂770NC脱模剂。

2）原材料准备，预浸料及胶膜需提前一天从冷库中取出，通过自动下料机根据下料图裁切裁切料片，并按照料片上的顺序号整齐安放，待用。泡沫在使用前30分钟，从铝制包装袋中取出并放置于恒温恒湿间指定位置待用。

3）预成型，如图3-4所示。

a. 根据门板规格，固定好门框模具。

b. 内蒙皮21铺层：在门框模具的外周L形面上铺设第一层预浸料，并折弯翻边，R角处需要擀实，抽真空打压压实15min；接着再铺剩余四层料，抽真空打压压实15min；在抽真空打压压实前需将翻边处的料用隔离膜保护起来，防止预抽时粘到模具或者彼此之间黏在一起，确保后续翻边的顺利进行。

c. 预留块9的放置：待内蒙皮铺完后，根据工装定位裁剪掉预留块9相应位置的预浸料，并将预留块9安装在门框模具的L形面的竖直部8上，用于形成门框的锁舌放置处，所述预留块距离竖直部8的顶面距离小于距离L形面的水平部7距离，同时在预留块9的顶面铺上预浸料，有利于锁舌在锁定状态下的承力。

d. 泡沫夹芯22的放置，在放置泡沫夹芯22之前先对泡沫进行除湿，再在泡沫两端贴上一层预浸料，保证泡沫不外露，然后将贴有一层预浸料的泡沫放置到内蒙皮21相应位置上，使其贴合竖直部8外边缘处，与预留块9保持平齐。铝合金的铰链加强块采用直接预埋的方式（图中未示出，可采用与泡沫夹芯22同样的方式），整体成型，在此时与泡沫夹芯22同时安置上去，泡沫夹芯22和铰链加强块的外侧面和上面应保持在同一平面内，避免有明显高起的情况；通过上述过程在保证内蒙皮整体一体化的前提下，可加工出锁舌槽，且锁舌槽处具有较好的密闭性和强度，若通过机加工的形式进行开槽会导致槽口处周边的强度变低，且对机加工有着极高的精度要求，铺贴时由于是层层铺贴，其整体的结构强度得到了充分的保证。

4）固化成型，铺贴完成所有预浸料后，需制作最终真空袋进热压罐高温高压固化成型。

5）检测，固化成型后的门框经过脱模首先进行内部质量检测。我们选用超声波检测仪（A扫）来检测门框内部是否有分层、夹杂等缺陷。

6）机加，确保门框无内部质量以及尺寸超差等问题后，开始对门框锁舌安装处、铰链安装孔以及与甲方骨架相连的连接孔进行机加。我们选用数控加工中心对门框进行以上的机加。

7）入库，机加完成后的门框需进行机加尺寸和内部质量的检测，确定无任何问题后方可入中转产品库待后续装配使用。

3.挡雪条成型。

1）模具准备，将清理干净的门板模具表面喷涂770NC脱模剂，确保上一次喷涂的脱模剂固化干燥后再喷涂下一次。

2）原材料准备，预浸料需提前一天从冷库中取出，通过自动下料机根据下料图裁切裁切料片，并按照料片上的顺序号整齐安放，待用。

3）预成型：铺贴料片：根据铺层设计角度在模具铺贴区域逐层铺贴碳纤维预浸料。挡雪条厚度为1mm，共计需要铺贴5层左右的预浸料。

4）固化成型，铺贴完成所有预浸料后，需制作最终真空袋进热压罐高温高压固化成型。

5）检测，固化成型后的门框经过脱模首先进行内部质量检测。我们选用超声波检测仪（A扫）来检测门框内部是否有分层、夹杂等缺陷。

6）机加，确保门框无内部质量以及尺寸超差等问题后，开始对门框锁舌安装处、铰链安装孔以及与甲方骨架相连的连接孔进行机加。我们选用数控加工中心对门框进行以上的机加。

7）入库，机加完成后的门框需进行机加尺寸和内部质量的检测，确定无任何问题后方可入中转产品库待后续装配使用。

4.将门板、门框等零件组合装配。

如图5-8所示为本发明制得的复合材料门，包括经铰链1铰接在门框2上的门板3，铰链1处设置有挡雪条4，门框2包括框体2a，框体2a的外周加工有外沿边2b，外沿边2b上开设有若干安装定位孔，框体2a内填充有泡沫层2c，框体2a内的内周加工有多个锁舌槽2d，锁舌槽2d内设置有垫片6；门板3包括包裹在泡沫芯3a外周的板面3b，位于泡沫芯3a外周的板面3b上安装有多个与锁舌槽2d配合的锁舌5，门框2、外沿边2b、板面3b均采用复合材料制成，门板3的外沿内侧加工有密封边3c，密封边3c上安装有密封条3d。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种碳纤维复合材料门成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）门板成型；

1-1）模具准备，将清理干净的门板模具表面喷涂脱模剂；

1-2）原材料准备，准备预浸料、胶膜以及泡沫准备好；

1-3）预成型，将预浸料、胶膜以及泡沫配合门板模具进行铺贴并进行预压成型；

1-4）固化成型，铺贴完成后，使用真空袋进热压罐高温高压固化成型；

1-5）检测，固化成型后的门板经过脱模进行内部质量检测；

1-6）机加工，确认门板无内部质量以及尺寸超差等问题后，开始对门板的安装孔进行机加；

1-7）入库，机加完成后的门板需进行机加尺寸和内部质量的检测，确定无任何问题后方可入中转产品库待后续装配使用；

步骤2）门框成型；

2-1）模具准备，将清理干净的门框模具表面喷涂脱模剂；

2-2）原材料准备，准备预浸料、胶膜以及泡沫准备好；

2-3）预成型，将预浸料、胶膜以及泡沫配合门框模具进行铺贴并进行预压成型；

2-4）固化成型，铺贴完成后，使用真空袋进热压罐高温高压固化成型；

2-5）检测，固化成型后的门框经过脱模进行内部质量检测；

2-6）机加工，确认门框无内部质量以及尺寸超差等问题后，开始对门框的安装孔进行机加；

2-7）入库，机加完成后的门框需进行机加尺寸和内部质量的检测，确定无任何问题后方可入中转产品库待后续装配使用；

步骤3）挡雪条成型；

3-1）模具准备，将清理干净的挡雪条模具表面喷涂脱模剂；

3-2）原材料准备，准备预浸料、胶膜以及泡沫准备好；

3-3）预成型，将预浸料、胶膜以及泡沫配合挡雪条模具进行铺贴并进行预压成型；

3-4）固化成型，铺贴完成后，使用真空袋进热压罐高温高压固化成型；

3-5）检测，固化成型后的挡雪条经过脱模进行内部质量检测；

3-6）机加工，确认挡雪条无内部质量以及尺寸超差等问题后，开始对挡雪条的安装孔进行机加；

3-7）入库，机加完成后的挡雪条需进行机加尺寸和内部质量的检测，确定无任何问题后方可入中转产品库待后续装配使用。

2.步骤4）将门板、门框、挡雪条装配完成。

3.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料门成型方法，其特征在于，步骤1-3）具体方法如下：

1-3-1）根据门板规格，找准平板上的铺层基准线，确定铺层位置；

1-3-2）底层外蒙皮铺层，根据基准线铺第一层预浸料，铺完第一层后需预压实，接着按设定的角度铺完剩下的铺层；

1-3-3）密封边铺层，先在底层外蒙皮表面位于密封边外侧铺设多层预浸料，作为内蒙皮的外边缘部分，再将辅助挡板压紧在密封边外侧的预浸料上；

1-3-4）泡沫夹芯的安放，利用门板模具确定泡沫的安放位置，然后先铺一层胶膜，抽真空打压压实，放上除湿后的泡沫，并用门板模具固定住位置，抽真空打压压实；再在泡沫上铺一层胶膜，抽真空打压压实；

1-3-5）内蒙皮铺层，沿泡沫表面和外蒙皮铺设内蒙皮第一层预浸料，对应密封垫位置处贴靠辅助挡板安放处进行折弯翻边，铺完抽真空打压压实，每铺一层内蒙皮的预浸料都在辅助挡板上对应的翻边处补贴一层加厚料；共铺五层内蒙皮，其中铺完第三层抽真空打压压实，铺完第五层最终袋打压压实。

4.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料门成型方法，其特征在于，步骤2-3）具体方法如下：

2-3-1）根据门框规格，固定好门框模具；

2-3-2）内蒙皮铺层，在门框模具的外周L形面上铺设第一层预浸料，并折弯翻边，R角处需要擀实，抽真空打压压实；接着再铺剩余四层料，抽真空打压压实；在抽真空打压压实前需将翻边处的料用隔离膜保护起来；

2-3-3）放置预留块，待内蒙皮铺完后，裁剪掉预留块相应位置的预浸料，并将预留块安装在门框模具的L形面的竖直部上，用于形成门框的锁舌放置处，所述预留块距离竖直部的顶面距离小于距离L形面的水平部距离，同时在预留块的顶面铺上预浸料；

2-3-4）泡沫夹芯的放置，在放置泡沫夹芯之前先将泡沫进行除湿，再在泡沫两端贴上一层预浸料，保证泡沫不外露，包裹完抽真空打压压实，然后将两端贴有一层预浸料的泡沫放置到内蒙皮相应位置上，使其贴合在门框模具竖直部外边缘处，且与预留块保持平齐，铰链加强块采用直接预埋的方式，整体成型，与泡沫同时安置上去，泡沫和铰链加强块的外侧面和上面应保持在同一平面内，铰链加强块加工成中空结构。

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