CN113232324A - 一种端面闭合工型肋类复合材料零件的成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种端面闭合工型肋类复合材料零件的成型方法，属于零件制备技术领域，其特征在于，包括以下步骤：a、先将工装设计为左瓣模和右瓣模，再将左瓣模和右瓣模分别铺叠预浸料后，通过定位件将左瓣模和右瓣模对合，然后在接头间隙填充预浸料芯材；b、填充完成后封装真空袋；c、铺叠外层预浸料；d、表面依次放置隔离膜、可剥布和刚性压板，刚性压板按零件型面在R角处断开，预留间隙；e、采用信封袋方式组装，进热压罐固化，出罐后静置8h以上，通过螺纹机械扭力机脱模。本发明能够有效防止端面闭合工型肋零件固化后零件表面褶皱，避免R区分层现象，脱模快捷方便，极大的提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及到零件制备技术领域，尤其涉及一种端面闭合工型肋类复合材料零件的成型方法。
背景技术
端面闭合工型肋类零件制造过程有三个主要难点，其一为端面闭合工型结构，相比于传统工型结构，增加端头两个零件表面。因此该类型结构采用热压罐成型，无法在一个模具上铺出所有的零件面，只能将工字型分解为两个盒型结构铺叠预浸料，然后将盒型左右瓣对合，并且对合后，需要再以对合毛坯为模具，环绕铺叠外层结构。其二为该零件采用热压罐成型技术，铺叠过程料片不能达到固化零件状态，固化过程中会发生树脂流动，气体排出，在压力作用下铺层滑移压实。因此，若基于阳模工装成型，在合模后铺叠外层料片过程中，料片形成闭环，固化时料片滑移压实，多余材料无处伸展，产生褶皱，且肋类零件外表面为后期的装配面，阳模成型表面质量普遍较差，无法满足要求。但是，若采用阴模成型，同样因为固化前零件未完全压实，零件与理论外形模具体积的不同，导致阴模组装过程中芯模不易放置到位，外模具合模困难的问题，最终导致零件表面褶皱，以及零件R区分层的问题。其三为端面闭合肋类零件有五个零件面贴合成型模具，由于树脂基复合材料与模具热膨胀不匹配，固化后零件因内应力贴紧工装，脱模困难。另外，零件五个面为贴模面，脱模操作空间有限，采用传统机械敲击脱模，容易产生零件两侧边脱出不一致，导致模具在零件内部架起，无法脱模，或者局部应力集中导致零件机械性损伤。
公开号为CN 101758923A，公开日为2010年06月30日的中国专利文献公开了一种复合材料盒形肋的制作方法，其特征在于该复合材料盒形肋的具体制作过程是：
第一步，制作盒形肋的夹芯层；夹芯层为两块，其外形同零件的外形；
第二步，盒形肋蒙皮下料，并做好每层的标记；
第三步，分别在盒形肋两块泡沫夹芯层上完成各自预浸料的环包铺贴，形成铺层，并压实；铺贴中，每1～3层制软袋子冷抽压实；铺层的角度为0°或者±45°或者90°，并交错铺设；
第四步，将铺贴好的两侧夹芯层组合在一起并抽真空压实固定；完成最外三层的预浸料环包铺贴和压实；
第五步，将铺贴完的盒形肋移入闭合式组合模内进行预压实并固定；送入热压罐固化成型。
该专利文献公开的复合材料盒形肋的制作方法，通过预浸料的环包铺贴、组合和压实，并通过热压罐固化成型，采用常规的热压罐固化成型方法，无需制造大量组合形式的成型芯模，通过无余量加工和环包层贴的工艺方法减少零件生产流程，变多步固化为一次固化成型，所成型的盒形肋结构具有较高的抗拉、抗弯、抗剪和抗扭力学性能，能够满足操纵接头和连接接头处的承载要求。但是，针对端面闭合工型肋零件，仍然存在固化后零件表面褶皱，R区分层型和无法脱模的问题。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种端面闭合工型肋类复合材料零件的成型方法，本发明能够有效防止端面闭合工型肋零件固化后零件表面褶皱，避免R区分层现象，脱模快捷方便，极大的提高了生产效率。
本发明通过下述技术方案实现：
一种端面闭合工型肋类复合材料零件的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、先将工装设计为左瓣模和右瓣模，再将左瓣模和右瓣模分别铺叠预浸料后，通过定位件将左瓣模和右瓣模对合，然后在接头间隙填充预浸料芯材；
b、填充完成后封装真空袋，进热压罐升温至55-65℃，升压至3bar以上，保温30min以上进行压实；
c、铺叠外层预浸料，预浸料在端面包角时沿纤维方向划开搭接后去除多余材料，外层预浸料铺叠至最后两层时再次封装真空袋，进热压罐升温至55-65℃，升压至3bar以上，保温30min以上进行压实；
d、零件铺叠完成后，表面依次放置隔离膜、可剥布和刚性压板，刚性压板按零件型面在R角处断开，预留间隙；
e、在零件边缘放置橡胶条，刚性压板通过脱模布和高温胶带进行固定，在刚性压板边缘的高温胶带和脱模布上扎孔，保持零件在工装上，采用信封袋方式组装，进热压罐固化，出罐后静置8h以上，通过螺纹机械扭力机脱模。
所述步骤b中，热压罐内温度为62℃，压力为6bar，保温时间为50min。
所述步骤c中，热压罐内温度为60℃，压力为5bar，保温时间为40min。
所述步骤d中，刚性压板为铝合金板或不锈钢板。
所述步骤e中，采用信封袋方式组装，进热压罐固化，出罐后静置时间为13h。
所述步骤e中，通过螺纹机械扭力机脱模具体是指将工装夹持在螺纹机械扭力机中，螺纹杆与成型模配合到位，再拧出螺纹杆，利用机械扭力将工装取出。
本发明的有益效果主要表现在以下方面：
1、本发明，“a、先将工装设计为左瓣模和右瓣模，再将左瓣模和右瓣模分别铺叠预浸料后，通过定位件将左瓣模和右瓣模对合，然后在接头间隙填充预浸料芯材；b、填充完成后封装真空袋，进热压罐升温至55-65℃，升压至3bar以上，保温30min以上进行压实；c、铺叠外层预浸料，预浸料在端面包角时沿纤维方向划开搭接后去除多余材料，外层预浸料铺叠至最后两层时再次封装真空袋，进热压罐升温至55-65℃，升压至3bar以上，保温30min以上进行压实；d、零件铺叠完成后，表面依次放置隔离膜、可剥布和刚性压板，刚性压板按零件型面在R角处断开，预留间隙；e、在零件边缘放置橡胶条，刚性压板通过脱模布和高温胶带进行固定，在刚性压板边缘的高温胶带和脱模布上扎孔，保持零件在工装上，采用信封袋方式组装，进热压罐固化，出罐后静置8h以上，通过螺纹机械扭力机脱模”，将工装设计为左瓣模和右瓣模，再将左瓣模和右瓣模分别铺叠预浸料，解决了零件无法在单个模具成型的问题，采用定位件将左瓣模和右瓣模对合以及热压实，使左瓣模和右瓣模能够良好的对合匹配，采用外层预浸料铺叠至最后两层时再次封装真空袋，能够有效避免闭合零件料片堆积导致固化后褶皱的问题，采用刚性压板能够使零件固化后贴模面保持平整，同时刚性压板按零件型面在R角处断开，能够避免R区分层，通过螺纹机械扭力机脱模，能够保障脱模效率；整体方案较现有技术而言，能够有效防止端面闭合工型肋零件固化后零件表面褶皱，避免R区分层现象，脱模快捷方便，极大的提高了生产效率。
2、本发明，步骤b中，热压罐内温度为62℃，压力为6bar，保温时间为50min，采用这种特定条件进行热压实，能够确保左瓣模和右瓣模对合精确，填充预浸料芯材使得铺层之间完全贴合，为铺叠外层预浸料提供最佳状态的模具。
3、本发明，步骤c中，热压罐内温度为60℃，压力为5bar，保温时间为40min，采用这种特定条件进行热压实，能够确保外层封闭结构铺叠过程料片铺层之间完全贴合，消除多余料片，避免固化后零件表面产生褶皱。
4、本发明，零件铺叠完成后，表面依次放置隔离膜、可剥布和刚性压板，刚性压板按零件型面在R角处断开，预留间隙，能够保证加压过程可自由移动，无架起，将压力传递给零件，提高成型质量。
5、本发明，在零件边缘放置橡胶条，刚性压板通过脱模布和高温胶带进行固定，在刚性压板边缘的高温胶带和脱模布上扎孔，能够很好的挡胶，防止零件胶液流失，在高温胶带和脱模布上扎孔能够保证良好的透气性。
6、本发明，步骤e中，采用信封袋方式组装，进热压罐固化，出罐后静置时间为13h，能够充分的释放应力，保障零件的质量。
具体实施方式
实施例1
一种端面闭合工型肋类复合材料零件的成型方法，包括以下步骤：
a、先将工装设计为左瓣模和右瓣模，再将左瓣模和右瓣模分别铺叠预浸料后，通过定位件将左瓣模和右瓣模对合，然后在接头间隙填充预浸料芯材；
b、填充完成后封装真空袋，进热压罐升温至55℃，升压至3bar，保温30min进行压实；
c、铺叠外层预浸料，预浸料在端面包角时沿纤维方向划开搭接后去除多余材料，外层预浸料铺叠至最后两层时再次封装真空袋，进热压罐升温至55℃，升压至3bar，保温30min进行压实；
d、零件铺叠完成后，表面依次放置隔离膜、可剥布和刚性压板，刚性压板按零件型面在R角处断开，预留间隙；
e、在零件边缘放置橡胶条，刚性压板通过脱模布和高温胶带进行固定，在刚性压板边缘的高温胶带和脱模布上扎孔，保持零件在工装上，采用信封袋方式组装，进热压罐固化，出罐后静置8h，通过螺纹机械扭力机脱模。
“a、先将工装设计为左瓣模和右瓣模，再将左瓣模和右瓣模分别铺叠预浸料后，通过定位件将左瓣模和右瓣模对合，然后在接头间隙填充预浸料芯材；b、填充完成后封装真空袋，进热压罐升温至55-65℃，升压至3bar以上，保温30min以上进行压实；c、铺叠外层预浸料，预浸料在端面包角时沿纤维方向划开搭接后去除多余材料，外层预浸料铺叠至最后两层时再次封装真空袋，进热压罐升温至55-65℃，升压至3bar以上，保温30min以上进行压实；d、零件铺叠完成后，表面依次放置隔离膜、可剥布和刚性压板，刚性压板按零件型面在R角处断开，预留间隙；e、在零件边缘放置橡胶条，刚性压板通过脱模布和高温胶带进行固定，在刚性压板边缘的高温胶带和脱模布上扎孔，保持零件在工装上，采用信封袋方式组装，进热压罐固化，出罐后静置8h以上，通过螺纹机械扭力机脱模”，将工装设计为左瓣模和右瓣模，再将左瓣模和右瓣模分别铺叠预浸料，解决了零件无法在单个模具成型的问题，采用定位件将左瓣模和右瓣模对合以及热压实，使左瓣模和右瓣模能够良好的对合匹配，采用外层预浸料铺叠至最后两层时再次封装真空袋，能够有效避免闭合零件料片堆积导致固化后褶皱的问题，采用刚性压板能够使零件固化后贴模面保持平整，同时刚性压板按零件型面在R角处断开，能够避免R区分层，通过螺纹机械扭力机脱模，能够保障脱模效率；整体方案较现有技术而言，能够有效防止端面闭合工型肋零件固化后零件表面褶皱，避免R区分层现象，脱模快捷方便，极大的提高了生产效率。
实施例2
一种端面闭合工型肋类复合材料零件的成型方法，包括以下步骤：
a、先将工装设计为左瓣模和右瓣模，再将左瓣模和右瓣模分别铺叠预浸料后，通过定位件将左瓣模和右瓣模对合，然后在接头间隙填充预浸料芯材；
b、填充完成后封装真空袋，进热压罐升温至60℃，升压至5bar，保温35min进行压实；
c、铺叠外层预浸料，预浸料在端面包角时沿纤维方向划开搭接后去除多余材料，外层预浸料铺叠至最后两层时再次封装真空袋，进热压罐升温至60℃，升压至4bar，保温35min进行压实；
d、零件铺叠完成后，表面依次放置隔离膜、可剥布和刚性压板，刚性压板按零件型面在R角处断开，预留间隙；
e、在零件边缘放置橡胶条，刚性压板通过脱模布和高温胶带进行固定，在刚性压板边缘的高温胶带和脱模布上扎孔，保持零件在工装上，采用信封袋方式组装，进热压罐固化，出罐后静置9h，通过螺纹机械扭力机脱模。
步骤b中，热压罐内温度为62℃，压力为6bar，保温时间为50min，采用这种特定条件进行热压实，能够确保左瓣模和右瓣模对合精确，填充预浸料芯材使得铺层之间完全贴合，为铺叠外层预浸料提供最佳状态的模具。
实施例3
一种端面闭合工型肋类复合材料零件的成型方法，包括以下步骤：
a、先将工装设计为左瓣模和右瓣模，再将左瓣模和右瓣模分别铺叠预浸料后，通过定位件将左瓣模和右瓣模对合，然后在接头间隙填充预浸料芯材；
b、填充完成后封装真空袋，进热压罐升温至62℃，升压至6bar，保温50min进行压实；
c、铺叠外层预浸料，预浸料在端面包角时沿纤维方向划开搭接后去除多余材料，外层预浸料铺叠至最后两层时再次封装真空袋，进热压罐升温至60℃，升压至5bar，保温40min进行压实；
d、零件铺叠完成后，表面依次放置隔离膜、可剥布和刚性压板，刚性压板按零件型面在R角处断开，预留间隙；
e、在零件边缘放置橡胶条，刚性压板通过脱模布和高温胶带进行固定，在刚性压板边缘的高温胶带和脱模布上扎孔，保持零件在工装上，采用信封袋方式组装，进热压罐固化，出罐后静置13h，通过螺纹机械扭力机脱模。
步骤c中，热压罐内温度为60℃，压力为5bar，保温时间为40min，采用这种特定条件进行热压实，能够确保外层封闭结构铺叠过程料片铺层之间完全贴合，消除多余料片，避免固化后零件表面产生褶皱。
实施例4
一种端面闭合工型肋类复合材料零件的成型方法，包括以下步骤：
a、先将工装设计为左瓣模和右瓣模，再将左瓣模和右瓣模分别铺叠预浸料后，通过定位件将左瓣模和右瓣模对合，然后在接头间隙填充预浸料芯材；
b、填充完成后封装真空袋，进热压罐升温至63℃，升压至7bar，保温30min以上进行压实；
c、铺叠外层预浸料，预浸料在端面包角时沿纤维方向划开搭接后去除多余材料，外层预浸料铺叠至最后两层时再次封装真空袋，进热压罐升温至63℃，升压至6bar，保温45min进行压实；
d、零件铺叠完成后，表面依次放置隔离膜、可剥布和刚性压板，刚性压板按零件型面在R角处断开，预留间隙；
e、在零件边缘放置橡胶条，刚性压板通过脱模布和高温胶带进行固定，在刚性压板边缘的高温胶带和脱模布上扎孔，保持零件在工装上，采用信封袋方式组装，进热压罐固化，出罐后静置10h，通过螺纹机械扭力机脱模。
零件铺叠完成后，表面依次放置隔离膜、可剥布和刚性压板，刚性压板按零件型面在R角处断开，预留间隙，能够保证加压过程可自由移动，无架起，将压力传递给零件，提高成型质量。
实施例5
一种端面闭合工型肋类复合材料零件的成型方法，包括以下步骤：
a、先将工装设计为左瓣模和右瓣模，再将左瓣模和右瓣模分别铺叠预浸料后，通过定位件将左瓣模和右瓣模对合，然后在接头间隙填充预浸料芯材；
b、填充完成后封装真空袋，进热压罐升温至65℃，升压至9bar，保温40min进行压实；
c、铺叠外层预浸料，预浸料在端面包角时沿纤维方向划开搭接后去除多余材料，外层预浸料铺叠至最后两层时再次封装真空袋，进热压罐升温至63℃，升压至5bar，保温35min进行压实；
d、零件铺叠完成后，表面依次放置隔离膜、可剥布和刚性压板，刚性压板按零件型面在R角处断开，预留间隙；
e、在零件边缘放置橡胶条，刚性压板通过脱模布和高温胶带进行固定，在刚性压板边缘的高温胶带和脱模布上扎孔，保持零件在工装上，采用信封袋方式组装，进热压罐固化，出罐后静置12h，通过螺纹机械扭力机脱模。
在零件边缘放置橡胶条，刚性压板通过脱模布和高温胶带进行固定，在刚性压板边缘的高温胶带和脱模布上扎孔，能够很好的挡胶，防止零件胶液流失，在高温胶带和脱模布上扎孔能够保证良好的透气性。
实施例6
一种端面闭合工型肋类复合材料零件的成型方法，包括以下步骤：
a、先将工装设计为左瓣模和右瓣模，再将左瓣模和右瓣模分别铺叠预浸料后，通过定位件将左瓣模和右瓣模对合，然后在接头间隙填充预浸料芯材；
b、填充完成后封装真空袋，进热压罐升温至65℃，升压至9bar，保温40min进行压实；
c、铺叠外层预浸料，预浸料在端面包角时沿纤维方向划开搭接后去除多余材料，外层预浸料铺叠至最后两层时再次封装真空袋，进热压罐升温至63℃，升压至7bar，保温55min进行压实；
d、零件铺叠完成后，表面依次放置隔离膜、可剥布和刚性压板，刚性压板按零件型面在R角处断开，预留间隙；
e、在零件边缘放置橡胶条，刚性压板通过脱模布和高温胶带进行固定，在刚性压板边缘的高温胶带和脱模布上扎孔，保持零件在工装上，采用信封袋方式组装，进热压罐固化，出罐后静置11h，通过螺纹机械扭力机脱模。
所述步骤e中，通过螺纹机械扭力机脱模具体是指将工装夹持在螺纹机械扭力机中，螺纹杆与成型模配合到位，再拧出螺纹杆，利用机械扭力将工装取出。
步骤e中，采用信封袋方式组装，进热压罐固化，出罐后静置时间为13h，能够充分的释放应力，保障零件的质量。
Claims (6)
1.一种端面闭合工型肋类复合材料零件的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、先将工装设计为左瓣模和右瓣模，再将左瓣模和右瓣模分别铺叠预浸料后，通过定位件将左瓣模和右瓣模对合，然后在接头间隙填充预浸料芯材；
b、填充完成后封装真空袋，进热压罐升温至55-65℃，升压至3bar以上，保温30min以上进行压实；
c、铺叠外层预浸料，预浸料在端面包角时沿纤维方向划开搭接后去除多余材料，外层预浸料铺叠至最后两层时再次封装真空袋，进热压罐升温至55-65℃，升压至3bar以上，保温30min以上进行压实；
d、零件铺叠完成后，表面依次放置隔离膜、可剥布和刚性压板，刚性压板按零件型面在R角处断开，预留间隙；
e、在零件边缘放置橡胶条，刚性压板通过脱模布和高温胶带进行固定，在刚性压板边缘的高温胶带和脱模布上扎孔，保持零件在工装上，采用信封袋方式组装，进热压罐固化，出罐后静置8h以上，通过螺纹机械扭力机脱模。
2.根据权利要求1所述的一种端面闭合工型肋类复合材料零件的成型方法，其特征在于：所述步骤b中，热压罐内温度为62℃，压力为6bar，保温时间为50min。
3.根据权利要求1所述的一种端面闭合工型肋类复合材料零件的成型方法，其特征在于：所述步骤c中，热压罐内温度为60℃，压力为5bar，保温时间为40min。
4.根据权利要求1所述的一种端面闭合工型肋类复合材料零件的成型方法，其特征在于：所述步骤d中，刚性压板为铝合金板或不锈钢板。
5.根据权利要求1所述的一种端面闭合工型肋类复合材料零件的成型方法，其特征在于：所述步骤e中，采用信封袋方式组装，进热压罐固化，出罐后静置时间为13h。
6.根据权利要求1所述的一种端面闭合工型肋类复合材料零件的成型方法，其特征在于：所述步骤e中，通过螺纹机械扭力机脱模具体是指将工装夹持在螺纹机械扭力机中，螺纹杆与成型模配合到位，再拧出螺纹杆，利用机械扭力将工装取出。
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