CN114834064A - 一种非规则弧面气道叶栅成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非规则弧面气道叶栅成型方法，包括1）模具准备；2）硅橡胶芯模制作；3）经向栅条铺贴；4）纬向栅条铺贴；5）合模注胶；6）脱模机加。本发明将纬向栅条与经向栅条分开铺贴，经向栅条利用栅条铺贴模具预先铺出所需外形后装入PPRTM注胶成型模具，纬向栅条直接在硅橡胶芯模表面铺贴后连同芯模一起装入PPRTM模具，减少了原材料的使用量，优化了铺贴过程，减少的制造周期，提高了生产效率，降低了生产升本。

Description

一种非规则弧面气道叶栅成型方法
技术领域
本发明涉及一种叶珊成型方法，特别涉及一种非规则弧面气道叶栅成型方法。
背景技术
叶栅是航空发动机反推装置中一种常见的排气装置，一般来说是指飞机降落后利用气流反向推动飞机减速的结构件。早期的反推装置叶栅全部采用金属材料来机械加工、铸造、机械连接以及焊接等工艺来制造，但由于金属密度大，零件多，占发动机重量比重比较大。随着新材料的研发，后期复合材料被应用到叶栅上面。
目前现有的复合材料叶栅制造工艺方法多采用模压和RTM注胶工艺来实现。这两种工艺的共同点是模具设计极为复杂且数量较多。常规的模压和RTM采用的金属模具很难用于制造费规则弧面气道叶栅的制造，且常规模压与RTM工艺制造的复材制品孔隙率较高，叶栅的力学稳定性较差。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术缺陷，提供一种非规则弧面气道叶栅成型方法，减少了原材料的使用量，优化了铺贴过程，减少的制造周期，提高了生产效率，降低了生产升本。
本发明的目的是这样实现的：一种非规则弧面气道叶栅成型方法，包括以下步骤：
1）模具准备：采用钢模与硅橡胶软膜组合模具，将所有模具铺贴面涂覆脱模剂，每一遍之间间隔时间不少于15分钟；
2）硅橡胶芯模制作：将液体硅橡胶注入硅胶芯模浇筑模具中合模抽真空脱出硅胶中的气泡，后室温静置四小时完成硫化，制作出硅橡胶芯模；
3）经向栅条铺贴：采用连续预浸料铺贴在经向栅条铺贴模具上进行铺贴，中间无断层；铺贴结束后上下合模，利用压机加压；
4）纬向栅条铺贴：直接在硅橡胶芯模表面进行纬向栅条铺贴，将经向栅条与铺贴有纬向栅条的硅橡胶芯模拼装组合到PPRTM硅胶成型模具中，并在硅橡胶芯模两侧铺贴纬向栅条；
5）合模注胶：待纬向栅条全部铺贴结束后，将PPRTM注胶成型模具合模注胶后进行固化；
6）脱模机加：固化成型脱模后的叶栅上、下弧面都留有机加余量，机加后边得到净尺寸叶栅。
作为本发明的进一步限定，步骤4）中所述在硅橡胶芯模两侧铺贴纬向栅条具体包括：第一层与第二层料片铺贴时通过翻边包裹硅橡胶芯模，翻边区域与经向栅条搭接，经向栅条与纬向栅条结合处形成R角，R角处填充有填充物；所述填充物为碳捻丝。
作为本发明的进一步限定，步骤1）中所述组合模具包括硅橡胶芯模浇筑模具、经向栅条铺贴模具和PPRTM注胶成型模具。
作为本发明的进一步限定，步骤2）中所述的硅橡胶芯模由多组硅橡胶芯模组成，每组硅胶芯模包括多个独立的硅橡胶芯模，所述每个硅橡胶芯模外形尺寸均不相同。
作为本发明的进一步限定，步骤3）中所述的经向栅条包括多根经向栅条，每根经向栅条的外形尺寸均不相同。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，有益效果为：1）采用钢模与硅橡胶软膜组合模具，钢制模具用来保证叶栅外形以及模具本身的刚性，格栅内部芯模采用硅橡胶浇筑而成，制作简单且容易脱模。2）将纬向栅条与经向栅条(长度方向栅条)分开铺贴，经向栅条利用栅条铺贴模具预先铺出所需外形后装入PPRTM注胶成型模具，纬向栅条直接在硅橡胶芯模表面铺贴后连同芯模一起装入PPRTM模具，PPRTM工艺采用预浸料铺贴，解决了干纤维织物铺贴不紧实、难以定型、铺层角度易偏离等问题，减少了原材料的使用量，优化了铺贴过程，减少的制造周期，提高了生产效率，降低了生产升本。
附图说明
图1本发明叶栅的结构示意图。
图2本发明硅胶芯模浇筑模具结构示意图。
图3本发明硅橡胶芯模结构示意图。
图4本发明的经向栅条铺贴磨具结构示意图。
图5本发明经向栅条结构示意图。
图6本发明经向栅条与硅橡胶芯模组合结构示意图。
图7本发明合模PPRTM注胶成型模具的示意图。
图8本发明的经向栅条与纬向栅条搭接的示意图。
其中，1叶栅，2硅橡胶芯模，3硅胶芯模浇筑模，4经向栅条，5经向栅条铺贴模具，6PPRTM注胶成型模具，6-1左压模、6-2右压模、6-3前压模、6-4后压模，7经向栅条与硅橡胶芯模组合模。
具体实施方式
如图1所示的单个叶栅零件，一套叶珊组件包括十九件叶栅零件，每件叶栅外形尺寸一致，但内部气道各不相同。叶栅为网格状格栅结构，长550mm，宽288mm，侧端面为圆弧型结构，十九件叶栅零件组合为一个圆。本发明原材料采用T300碳纤维单向预浸料和T300缎纹预浸料，纤维采用东丽公司的T300 3K纤维，缎纹织物采用东丽公司的T300 3K纤维编织，树脂采用环氧树脂。
一种非规则弧面气道叶栅成型方法，包括以下步骤：
1）模具准备：采用钢模与硅橡胶软膜组合模具，将所有模具铺贴面涂覆770NC脱模剂，每一遍之间间隔时间不少于15分钟；组合模具包括硅橡胶芯模浇筑模具3、经向栅条铺贴模具5和PPRTM注胶成型模具6；硅橡胶浇筑模具3用于叶栅成型过程中的硅橡胶芯模2的制作，经向栅条铺贴模具5用于铺贴经向栅条4；PPRTM注胶成型模具6用于最终叶珊的成型；
2）硅橡胶芯模制作：将液体硅橡胶注入如图2所示的硅胶芯模浇筑模具3中合模抽真空脱出硅胶中的气泡，后室温静置四小时完成硫化，制作出硅橡胶芯模2；硅橡胶采用中蓝晨光的R-10301液体硅橡胶；如图3所示，一硅橡胶浇筑模具3可浇筑十一个独立的硅橡胶芯模，一件叶栅1共计需求六十六个硅橡胶芯模（每个硅橡胶芯模外形尺寸都不相同），因此一件叶栅需六套硅橡胶浇筑模具3；
3）经向栅条铺贴：采用连续预浸料铺贴在如图4所示的经向栅条铺贴模具5上进行铺贴，中间无断层；铺贴结束后上下合模，利用压机80℃加压2MPa，保温保压2小时；如图5所示，一件叶栅1有七根经向栅条4，且每根外形尺寸均不相同，因此，一件叶栅1需七套经向栅条铺贴模具5；
4）纬向栅条铺贴：直接在硅橡胶芯模2表面进行纬向栅条铺贴，将经向栅条4与铺贴有纬向栅条的硅橡胶芯模进行拼装，得到经向栅条与硅橡胶芯模组合模7（如图6所示），然后将经向栅条与硅橡胶芯模组合模7放置到PPRTM注胶成型模具（如图7所示）中，经向栅条与硅橡胶芯模组合模7通过PPRTM注胶成型模具内的前后压模和左右压模固定在PPRTM注胶成型模具6内，并在硅橡胶芯模两侧铺贴纬向栅条，如图8所示，硅橡胶芯模两侧铺贴纬向栅条具体包括：第一层与第二层料片铺贴时通过翻边包裹硅橡胶芯模，翻边区域与经向栅条搭接，经向栅条与纬向栅条结合处形成R角，R角处填充有碳捻丝；
5）合模注胶：待纬向栅条全部铺贴结束后，将PPRTM注胶成型模具6合模注胶后进行固化；
6）脱模机加：固化成型脱模后的叶栅上、下弧面都留有机加余量，机加后边得到净尺寸叶栅1，如图1所示。
本发明将纬向栅条与经向栅条分开铺贴，经向栅条利用栅条铺贴模具预先铺出所需外形后装入PPRTM注胶成型模具，纬向栅条直接在硅橡胶芯模表面铺贴后连同芯模一起装入PPRTM模具，减少了原材料的使用量，优化了铺贴过程，减少的制造周期，提高了生产效率，降低了生产升本。
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 (5)

1.一种非规则弧面气道叶栅成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）模具准备：采用钢模与硅橡胶软膜组合模具，将所有模具铺贴面涂覆脱模剂，每一遍之间间隔时间不少于15分钟；
2）硅橡胶芯模制作：将液体硅橡胶注入硅胶芯模浇筑模具中合模抽真空脱出硅胶中的气泡，后室温静置四小时完成硫化，制作出硅橡胶芯模；
3）经向栅条铺贴：采用连续预浸料铺贴在经向栅条铺贴模具上进行铺贴，中间无断层；铺贴结束后上下合模，利用压机加压；
4）纬向栅条铺贴：直接在硅橡胶芯模表面进行纬向栅条铺贴，将经向栅条与铺贴有纬向栅条的硅橡胶芯模拼装组合到PPRTM硅胶成型模具中，并在硅橡胶芯模两侧铺贴纬向栅条；
5）合模注胶：待纬向栅条全部铺贴结束后，将PPRTM注胶成型模具合模注胶后进行固化；
6）脱模机加：固化成型脱模后的叶栅上、下弧面都留有机加余量，机加后边得到净尺寸叶栅。
2.根据权利要求1所述的一种非规则弧面气道叶栅成型方法，其特征在于，步骤4）中所述在硅橡胶芯模两侧铺贴纬向栅条具体包括：第一层与第二层料片铺贴时通过翻边包裹硅橡胶芯模，翻边区域与经向栅条搭接，经向栅条与纬向栅条结合处形成R角，R角处填充有填充物；所述填充物为碳捻丝。
3.根据权利要求1所述的一种非规则弧面气道叶栅成型方法，其特征在于，步骤1）中所述组合模具包括硅橡胶芯模浇筑模具、经向栅条铺贴模具和PPRTM注胶成型模具。
4.根据权利要求1所述的一种非规则弧面气道叶栅成型方法，其特征在于，步骤2）中所述的硅橡胶芯模由多组硅橡胶芯模组成，每组硅胶芯模包括多个独立的硅橡胶芯模，所述每个硅橡胶芯模外形尺寸均不相同。
5.根据权利要求1所述的一种非规则弧面气道叶栅成型方法，其特征在于，步骤3）中所述的经向栅条包括多根经向栅条，每根经向栅条的外形尺寸均不相同。
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