CN114953505B - 一种复合材料加筋壁板长桁截止端成型方法 - Google Patents

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Abstract

一种复合材料加筋壁板长桁截止端成型方法，涉及一种截止端成型方法。采用与加筋壁板上长桁相同的预浸料和铺放工艺在芯模之间对称铺叠左侧L形构件和右侧L形构件并进行拼接，底部R角拼接空隙位置填充捻子条之后铺放下盖板，罩设真空袋一抽真空后进入热压罐进行固化，脱模形成T形复合材料假件通过机加作长桁的端头，放置在加筋壁板上与长桁端部对齐贴合形成加筋结构，使用胶带固定之后罩设真空袋二抽真空备用，通过两根L形型材夹持并用工艺夹夹紧定位，进入热压罐进行固化。通过制成与长桁等截面的复合材料假件，在长桁成型过程中解决端头缺陷的问题，工艺简单灵活，提高零件质量及成品率。

Description

一种复合材料加筋壁板长桁截止端成型方法
技术领域
本发明涉及一种截止端成型方法，尤其是一种复合材料加筋壁板长桁截止端成型方法，属于复合材料制造技术领域。
背景技术
随着航空复合材料用量的提升，复合材料制造技术成为飞机制造业的主要研究对象。复合材料壁板属于飞机中的常用构件，在壁板制造上多采用长桁结构的复合材料加筋壁板，用以提高壁板整体的拉伸、弯曲性能及稳定性。
然而，由于需要与其它零件进行装配组成完整的部件结构，复合材料加筋壁板的长桁经常需要提前截止(参照说明书附图1所示，常见为T形截面长桁)，长桁的截止端在复合材料加筋壁板制造过程中是非常重要的结构特征，经常出现因结构突变导致压力传递不均，进而产生长桁下陷、壁板褶皱等不可接受的制造缺陷导致整个壁板零件报废。为解决这个问题，目前的加筋壁板的长桁截止端常采用机加和净边成型两种制造方法。其中，前者是在壁板固化成型后通过机加的方式去除多余的长桁，但长桁与壁板已经贴合，长桁截止端机加难以完全去除多余材料，并且非常容易损伤壁板表面；而后者是在制造长桁坯料时加工到零件净尺寸再与壁板组合固化，通常采用辅助板来保证长桁端部的制造质量，但这种方法长桁坯料采用常规方法封装固化后，往往会在端头产生厚度不均、富树脂等情况，并且由于边缘效应容易产生分层、孔隙等缺陷。此外，辅助板的制造需要额外的模具，增加了制造成本，辅助板的使用也经常因定位和匹配原因容易产生额外的压痕和壁板皱褶缺陷。
因此，亟需对加筋壁板长桁截止端成型方法进行优化改进，使长桁在成型过程中解决端头缺陷的问题，对复合材料加筋壁板在飞机制造的应用具有重要意义。
发明内容
为解决背景技术存在的不足，本发明提供一种复合材料加筋壁板长桁截止端成型方法，它通过制成与长桁等截面的复合材料假件，在长桁成型过程中解决端头缺陷的问题，工艺简单灵活，提高零件质量及成品率。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种复合材料加筋壁板长桁截止端成型方法，包括以下步骤：
复合材料假件制造：
采用与长桁相同的预浸料和铺放工艺在芯模之间对称铺叠左侧L形构件和右侧L形构件并进行拼接，所述长桁截面为T形，所述芯模包括夹持在长桁两侧的两根截面为倒角矩形的杆体，在所述左侧L形构件和所述右侧L形构件底部R角拼接空隙位置填充通过预浸料碾压形成的捻子条之后在底面铺放下盖板，整体外部罩设真空袋一抽真空后进入热压罐按预浸料工艺参数进行固化，固化完成后脱模形成T形复合材料假件，将所述T形复合材料假件通过机加的方式去掉两端并根据需求保留中间段的长度作为长桁的端头；
加筋壁板封装过程：
将机加完成后的T形复合材料假件放置在加筋壁板上，保证与长桁端部对齐贴合形成加筋结构，使用胶带固定T形复合材料假件，之后在所述加筋结构外部罩设真空袋二抽真空备用，在所述真空袋二外部通过两根L形型材夹持在加筋结构两侧，并用工艺夹对所述两根L形型材夹紧定位，保证加筋结构直线度±1～2mm，进入热压罐按预浸料工艺参数进行固化。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供一种结构简单、端头净边效果好的复合材料加筋壁板长桁成型方法，制成与长桁等截面的复合材料假件，工艺灵活度高，操作过程简单，降低了人工操作难度，保证加筋壁板在封装固化过程中压力传导均匀，保证了截止端效果、内部质量、厚度均匀性良好，有助于解决长桁端头截面厚度不均的问题，避免纤维皱褶、富树脂、分层孔隙等缺陷，复合材料假件定制型材按需截取，可重复使用，同时节省目前净边成型中辅助板的模具费用，降低制造成本，减少截止端本身缺陷以及辅助板造成的额外缺陷，提高零件质量及成品率。
附图说明
图1是现有含长桁截止端的复合材料加筋壁板的结构示意图；
图2是本发明中T形复合材料假件成型端面示意图；
图3是本发明中T形复合材料假件固化后的轴测图；
图4是本发明中T形复合材料假件与加筋壁板长桁对接状态轴测图；
图5是本发明中加筋结构封装端面示意图；
图6是本发明中加筋结构封装状态轴测图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种复合材料加筋壁板长桁截止端成型方法，包括以下步骤：
复合材料假件制造：
参照图2所示，芯模5包括夹持在长桁7两侧的两根截面为倒角矩形的杆体，采用手工铺叠的方法将与长桁7相同的预浸料按照相同铺放工艺要求分别铺叠到长桁7左右两侧的芯模5上，在芯模5之间对称铺叠形成拼接贴合的左侧L形构件1和右侧L形构件2，常见长桁7截面为T形，将左侧L形构件1和右侧L形构件2摆放组合好，在左侧L形构件1和右侧L形构件2底部R角拼接空隙位置填充通过预浸料碾压形成的捻子条3，之后在底面铺放下盖板4，T形复合材料假件6前期拼装组合完毕。
之后整体外部罩设真空袋一抽真空后进入热压罐按预浸料工艺参数进行固化，入罐前检查是否存在真空泄露情况，升温速率1～2℃/min，固化温度120℃～180℃，保温时间3～6h，根据具体材料的固化要求进行选取，固化完成后脱模形成的T形复合材料假件6参照图3所示，其中，为便于进行脱模，可在芯模5铺叠预浸料前涂脱模剂或贴单面带胶四氟布，最后将T形复合材料假件6通过机加的方式去掉两端并根据需求保留中间段的长度作为长桁7的端头，保证T形复合材料假件6作为端头部分的垂直度与平整度；
加筋壁板封装过程：
参照图4～图5所示，将机加完成后的T形复合材料假件6放置在加筋壁板8上长桁7端头处，保证与长桁7端部对齐贴合形成加筋结构9，净边效果良好，使用胶带固定T形复合材料假件6位置，之后在加筋结构9外部罩设真空袋二10抽真空备用，在真空袋二10外部通过两根L形型材11夹持在加筋结构9两侧，并用工艺夹12对两根L形型材11夹紧定位，保证加筋结构9直线度±1～2mm，之后进入热压罐按预浸料工艺参数进行固化，入罐前检查是否存在真空泄露情况，升温速率1～2℃/min，固化温度120℃～180℃，保温时间3～6h，根据具体材料的固化要求进行选取。
此外，本发明的方法也可通过芯模5的简单更换实现截面为L形、工形、帽形、Ω形等的长桁7截止端成型，也应属于本发明的保护范围，复合材料假件还可采用金属、塑料、橡胶等单独或复合制成，仅需保证截面尺寸与长桁7截面尺寸相同，可采用注塑或模压、挤压、机加等方式制造，按需截取，能够反复使用，有助于降低制造成本。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的装体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同条件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种复合材料加筋壁板长桁截止端成型方法，其特征在于：包括以下步骤：
复合材料假件制造：
采用与长桁(7)相同的预浸料和铺放工艺在芯模(5)之间对称铺叠左侧L形构件(1)和右侧L形构件(2)并进行拼接，所述长桁(7)截面为T形，所述芯模(5)包括夹持在长桁(7)两侧的两根截面为倒角矩形的杆体，在所述左侧L形构件(1)和所述右侧L形构件(2)底部R角拼接空隙位置填充通过预浸料碾压形成的捻子条(3)之后在底面铺放下盖板(4)，整体外部罩设真空袋一抽真空后进入热压罐按预浸料工艺参数进行固化，固化完成后脱模形成T形复合材料假件(6)，将所述T形复合材料假件(6)通过机加的方式去掉两端并根据需求保留中间段的长度作为长桁(7)的端头；
加筋壁板封装过程：
将机加完成后的T形复合材料假件(6)放置在加筋壁板(8)上，保证与长桁(7)端部对齐贴合形成加筋结构(9)，使用胶带固定T形复合材料假件(6)，之后在所述加筋结构(9)外部罩设真空袋二(10)抽真空备用，在所述真空袋二(10)外部通过两根L形型材(11)夹持在加筋结构(9)两侧，并用工艺夹(12)对所述两根L形型材(11)夹紧定位，保证加筋结构(9)直线度±1～2mm，进入热压罐按预浸料工艺参数进行固化。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料加筋壁板长桁截止端成型方法，其特征在于：所述芯模(5)在铺叠预浸料前涂脱模剂或贴单面带胶四氟布。
3.根据权利要求1所述的一种复合材料加筋壁板长桁截止端成型方法，其特征在于：两次进入热压罐进行固化均保持升温速率1～2℃/min，固化温度120℃～180℃，保温时间3～6h。
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