CN115195156A - 一种复合材料均压板制备方法及复合材料制件成型方法 - Google Patents
一种复合材料均压板制备方法及复合材料制件成型方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115195156A CN115195156A CN202210855873.5A CN202210855873A CN115195156A CN 115195156 A CN115195156 A CN 115195156A CN 202210855873 A CN202210855873 A CN 202210855873A CN 115195156 A CN115195156 A CN 115195156A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- prepreg
- composite material
- forming die
- pressure equalizing
- equalizing plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 78
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 7
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 4
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 3
- 210000004379 membrane Anatomy 0.000 claims description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- 210000000569 greater omentum Anatomy 0.000 claims description 2
- 238000000462 isostatic pressing Methods 0.000 claims description 2
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 description 12
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
- B29C70/34—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
- B29C70/342—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation using isostatic pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
- B29C70/541—Positioning reinforcements in a mould, e.g. using clamping means for the reinforcement
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
- B29C70/543—Fixing the position or configuration of fibrous reinforcements before or during moulding
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
本发明属于复合材料树成型技术领域,公开了一种复合材料均压板制备方法及复合材料制件成型方法,复合材料均压板制备方法包括以下步骤:步骤一:制备复合材料均压板成型模具,所述成型模具外型面与复合材料制件外型面相同;步骤二:在均压板成型模具表面铺贴预浸料,并在预浸料表面铺贴未硫化橡胶层;步骤三:在均压板预浸料及未硫化橡胶层余量区制备定位销孔,通过定位销将铺贴的预浸料及未硫化橡胶层与均压板成型模具固定;步骤四:用真空袋将固定后的预浸料、未硫化橡胶层及均压板成型模具密封后送入热压罐固化;步骤五:固化后脱模,得到复合材料均压板。
Description
技术领域
本发明属于复合材料成型技术领域,特别涉及一种复合材料均压板制备方法及复合材料制件成型方法。
背景技术
复合材料制件成型过程,分为阳模成型、阴模成型、组合模成型。根据制件外观要求,如气动外形要求较高的制件,选用阴模成型。随着航空制件功能性能要求的提升,复合材料制件不单单是常规的预浸料铺贴成型,其中加入一些具有功能提升的金属单元、阻抗单元等。这些功能单元需要预埋入制件中进行一体化成型,金属单元(或阻抗单元)的铺贴、定位精度要求较高,尤其对于含R角、尖角、过渡区的异形制件成型过程,常规的阴模成型工艺方案无法满足制件功能及性能要求。为了提高阳模成型复合材料的表面质量,目前已采用的方法是在相应模具上成型柔性的橡胶垫或纯刚性的层压板,由于橡胶垫较软,对于表面不平整或具有变厚度区域的制件,在加压过程中,橡胶垫受压变形,不能起到很好的表面限制作用,固化后的外观表面凹凸不平,无法满足气动外形要求。若使用纯刚性层压板,在异形制件型面的变化区,如R角、尖角区,层压板太薄,变形过程已造成断裂损伤;层压板太厚,刚性过大,层压板无法与制件附型,复合材料制件会出现气孔率高、富胶等缺陷,复合材料制件报废率较高。
发明内容
本发明提供一种复合材料均压板制备方法及复合材料制件成型方法,来提高异形制件的表面质量,满足制件的气动外形要求。
一种复合材料均压板制备方法,包括以下步骤:
步骤一:制备复合材料均压板成型模具,所述成型模具外型面与复合材料制件外型面相同;
步骤二:在均压板成型模具表面铺贴预浸料,并在预浸料表面铺贴未硫化橡胶层;
步骤三:在均压板预浸料及未硫化橡胶层余量区制备定位销孔,通过定位销将铺贴的预浸料及未硫化橡胶层与均压板成型模具固定;
步骤四:用真空袋将固定后的预浸料、未硫化橡胶层及均压板成型模具密封后送入热压罐固化;
步骤五:固化后脱模,得到复合材料均压板。
进一步,所述步骤二中,在均压板成型模具表面铺贴1~4层预浸料,铺贴1层未硫化橡胶层。固化前预浸料是可变形的,可以做成需要的形状。在预浸料表面整层铺贴一层可变形橡胶,固化前橡胶柔软可变形,为制做不同形状复合均压板提供了可能。
进一步,所述步骤二中,在均压板成型模具表面有R角区域铺贴1层预浸料,其他区域铺贴多层预浸料。对于有R角的区域,可以铺贴单层预浸料,如果铺贴多层预浸料,制做的复合均压板刚度过大,固化过程复合均压板与制件之间因架桥而产生缺陷的可能性增大。对于型面变化较缓或接近平面的区域,可以铺贴多层预浸料。
进一步,所述步骤二中,多层预浸料铺贴时采用错层铺贴。若多层预浸料按照同一边界叠层铺贴,固化后均压板预浸料叠层区刚性较大,叠层区域外刚性相对较小,均压板从较大刚性区突变至较小刚性区,加压使用过程,在均压板过渡区对应的制件表面会出现明显的压痕。
进一步,所述步骤四中,按照未硫化橡胶层的硫化工艺参数对预浸料和未硫化橡胶层进行固化。复合均压板成型优先选用中低温固化的预浸料,橡胶硫化的温度、压力等工艺参数相对预浸料较高,为保证预浸料及橡胶都能充分固化,固化工艺参数按照橡胶材料的工艺参数执行。
进一步,所述步骤五中还包括:打磨去除复合材料均压表面多余胶瘤,并将复合材料均压板定位销孔外侧的余量区去除。固化加热加压过程,预浸料中的树脂具有较好的流动性,复合均压板内表面(即与制件预浸料接触面)涂刷脱模剂,可以防止制件与均压板固化为一体,便于脱模后制件与均压板顺利分离。
进一步,所述方法还包括:步骤六中,在所述复合材料均压板表面涂刷脱模剂,固化后备用。
一种复合材料制件成型方法,所述方法通过所述的方法得到的复合材料均压板成型,所述方法包括以下步骤:
步骤一:在制件成型模具表面铺贴预浸料,并在预浸料表面铺贴隔离膜;
步骤二:将复合材料均压板设置在隔离膜表面;并通过复合材料均压板上的定位销孔将复合材料均压板与制件成型模具定位固定;
步骤三:通过透气毡、真空袋膜将复合材料均压板及预浸料、制件成型模具密封固化;
步骤四:固化完成后取下复合材料均压板,刷脱模剂,以备下次使用。
本发明优点:
(1)工艺方法简单有效,可实施性强。
(2)成本低,制做的复合均压板可重复利用。
(3)灵活性强,可根据制件的形状进行使用的调整。
(4)相对于阴模成型,成型周期大幅度降低,生产效率提高。
(5)丰富了复合材料成型技术库,保证了异形制件阳模成型复合材料制件的气动外形。
附图说明
图1为复合材料均压板制备示意图;
图2为图1中的A区域局部放大图;
图3为复合材料制件成型示意图;
图中,1-定位销,2-均压板成型模,3-均压板成型预浸料,4-未硫化的橡胶层,5-R角区域,6-制件成型模,7-制件成型预浸料,8-隔离膜,9-均压板。
具体实施方式
一种复合材料均压板制备方法,如图1和图2所示,包括以下步骤:
(1)制作复合均压板成型模具,成型模具型面与制件外型面相同,见示意图1。成型模具表面精度、粗糙度与产品成型模精度一致;复合均压板成型模具设有定位机构,复合均压板成型模具定位机构必须与制件成型模具定位机构对应一致,保证均压板放置位置准确性。
(2)在均压板成型模具表面铺贴预浸料及橡胶:根据制件的外形特点,在成型模具表面铺贴1层~4层预浸料,固化前预浸料是可变形的,可以做成需要的形状。对于型面变化较缓或接近平面的区域,可以铺贴多层预浸料,多层预浸料铺贴时,必须采用错层铺贴(注:若多层预浸料按照同一边界叠层铺贴,固化后均压板预浸料叠层区刚性较大,叠层区域外刚性相对较小,均压板从较大刚性区突变至较小刚性区,加压使用过程,在均压板过渡区对应的制件表面会出现明显的压痕。)的方式,保证过渡区光顺,复合均压板刚性越大,对制件表面质量提升越明显;对于有R角的区域,可以铺贴单层预浸料,如果铺贴多层预浸料,制做的复合均压板刚度过大,固化过程复合均压板与制件之间因架桥而产生缺陷的可能性增大。接着在预浸料表面整层铺贴一层可变形橡胶,固化前橡胶柔软可变形,为制做不同形状复合均压板提供了可能。
(3)铺贴完预浸料及橡胶后,使用真空袋进行密封,然后推进热压罐升温加压固化。复合均压板成型优先选用中低温固化的预浸料,橡胶硫化的温度、压力等工艺参数相对预浸料较高,为保证预浸料及橡胶都能充分固化,固化工艺参数按照橡胶材料的工艺参数执行。
(4)固化脱模后,将复合均压板脱模,打磨去除表面多余胶瘤,将周边余量区去除,保留定位机构,在复合均压板贴模面涂刷4遍~6遍脱模剂,固化后备用。固化加热加压过程,预浸料中的树脂具有较好的流动性,复合均压板内表面(即与制件预浸料接触面)涂刷脱模剂,可以防止制件与均压板固化为一体,便于脱模后制件与均压板顺利分离。
一种复合材料制件成型方法,如图3所示,具体步骤如下:
(1)首先在制件成型模具表面铺贴预浸料,预浸料铺贴完成,在预浸料表面铺贴隔离膜。
(2)将复合均压板铺放在隔离膜表面,对于异形制件,必须保证复合均压板放置到位,可以通过复合均压板上的定位机构与制件成型模上的定位机构校对核验。均压板放置位置确定后,在周边余量区进行固定压紧,防止固化转移,发生错位。
(3)在复合均压板表面铺放其它辅助材料,加热加压固化。
(4)固化完成,取下复合均压板,复合均压板可反复使用。
Claims (8)
1.一种复合材料均压板制备方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:
步骤一:制备复合材料均压板成型模具,所述成型模具外型面与复合材料制件外型面相同;
步骤二:在均压板成型模具表面铺贴预浸料,并在预浸料表面铺贴未硫化橡胶层;
步骤三:在均压板预浸料及未硫化橡胶层余量区制备定位销孔,通过定位销将铺贴的预浸料及未硫化橡胶层与均压板成型模具固定;
步骤四:用真空袋将固定后的预浸料、未硫化橡胶层及均压板成型模具密封后送入热压罐固化;
步骤五:固化后脱模,得到复合材料均压板。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤二中,在均压板成型模具表面铺贴1~4层预浸料,铺贴1层未硫化橡胶层。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:所述步骤二中,在均压板成型模具表面有R角区域铺贴1层预浸料,其他区域铺贴多层预浸料。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:所述步骤二中,多层预浸料铺贴时采用错层铺贴。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:所述步骤四中,按照未硫化橡胶层的硫化工艺参数对预浸料和未硫化橡胶层进行固化。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于:所述步骤五中还包括:打磨去除复合材料均压表面多余胶瘤,并将复合材料均压板定位销孔外侧的余量区去除。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:所述方法还包括:步骤六中,在所述复合材料均压板表面涂刷脱模剂,固化后备用。
8.一种复合材料制件成型方法,所述方法通过权利要求1-7中任一项所述的方法得到的复合材料均压板成型,其特征在于:所述方法包括以下步骤:
步骤一:在制件成型模具表面铺贴预浸料,并在预浸料表面铺贴隔离膜;
步骤二:将复合材料均压板设置在隔离膜表面;并通过复合材料均压板上的定位销孔将复合材料均压板与制件成型模具定位固定;
步骤三:通过透气毡、真空袋膜将复合材料均压板及预浸料、制件成型模具密封固化;
步骤四:固化完成后取下复合材料均压板,刷脱模剂,以备下次使用。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210855873.5A CN115195156A (zh) | 2022-07-20 | 2022-07-20 | 一种复合材料均压板制备方法及复合材料制件成型方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210855873.5A CN115195156A (zh) | 2022-07-20 | 2022-07-20 | 一种复合材料均压板制备方法及复合材料制件成型方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115195156A true CN115195156A (zh) | 2022-10-18 |
Family
ID=83582471
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210855873.5A Pending CN115195156A (zh) | 2022-07-20 | 2022-07-20 | 一种复合材料均压板制备方法及复合材料制件成型方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115195156A (zh) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109466087A (zh) * | 2018-12-03 | 2019-03-15 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 一种大曲率复合材料层压板用均压板制造方法 |
CN111002659A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-04-14 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 一种用于复合材料制件成型的半刚性均压板及其制备方法 |
-
2022
- 2022-07-20 CN CN202210855873.5A patent/CN115195156A/zh active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109466087A (zh) * | 2018-12-03 | 2019-03-15 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 一种大曲率复合材料层压板用均压板制造方法 |
CN111002659A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-04-14 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 一种用于复合材料制件成型的半刚性均压板及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
曾超,罗少敏,薛九天主编: "《航空工程材料与成型技术基础》", 北京航空航天大学出版社, pages: 216 - 220 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108943769B (zh) | 无人机非等径封闭型方管状碳纤维梁结构制件的制造方法 | |
CN108819287B (zh) | 一种加筋壁板组件的成型装置和成型方法 | |
CN110815875B (zh) | 一种复合材料蜂窝夹层结构零件的成型方法 | |
CN110171183B (zh) | 一种含预埋件蜂窝夹层结构的定位均压装置及成型方法 | |
CN108891040B (zh) | 一种中小型无人机复合材料水平尾翼制造方法 | |
CN105984154A (zh) | 一种u型梁类复合材料制件的成型方法 | |
CN112454938A (zh) | 一种碳纤维蜂窝夹心复合材料构件的成型方法 | |
CN110103487B (zh) | 一种成型z形截面复合材料零件的工艺方法 | |
CN102975376A (zh) | 一种异形复合材料的对合模真空袋-热压罐成型方法 | |
CN105538746A (zh) | 复合材料大型制件局部异形面热压罐成型模具及方法 | |
CN107471682A (zh) | 一种可用于蜂窝夹层零件制造的新型复合材料盖板 | |
CN113977984B (zh) | 一种管状双曲面复合材料结构件的制备方法 | |
CN109130247B (zh) | 航空复材c型盒体零件成型方法 | |
CN117774375A (zh) | 一种复合材料环框及其成型方法和装置 | |
JP2010131838A (ja) | 繊維強化樹脂成形品の製造方法 | |
CN115195156A (zh) | 一种复合材料均压板制备方法及复合材料制件成型方法 | |
CN110948905A (zh) | 一种蜂窝夹层结构格栅的净尺寸成型方法 | |
CN112936909A (zh) | 教练机底部加厚v型复合材料件成型工艺 | |
CN110667138A (zh) | 一种含加强筋碳纤维天线面共固化成型方法 | |
CN202462712U (zh) | 一种附着有模具垫的模具 | |
CN115464899A (zh) | 一种带前后端中空回转体结构复材成型方法 | |
CN220700444U (zh) | 一种适于v型复合材料制件阳模成型的均压板 | |
GB2254820A (en) | Tooling for composite component manufacture | |
CN214821039U (zh) | 一种用于复合材料成型的pmi泡沫模具 | |
CN218615534U (zh) | 一种用于改善阳模成型复合材料构件表面质量的多层靠模 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |