CN115384080A - 帽型加筋壁板成型工装及其成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种帽型加筋壁板成型工装及其成型方法，属于帽型加筋壁板技术领域，包括蒙皮和帽型筋条，蒙皮和帽型筋条的材料均为活性碳纤维，在蒙皮上定位膨胀橡胶，并覆盖筋条共固化成型。本发明的帽型加筋壁板结构稳定性好、传递周向载荷效率相对较高和屈曲强度高，界面力学性能好，制件重量轻；帽型加筋壁板用共固化成型工艺进罐次数少、极大降低成本、且共固化也不需要胶接胶粘剂。

Description

帽型加筋壁板成型工装及其成型方法

技术领域

本发明涉及帽型加筋壁板技术领域，公开内容涉及一种帽型加筋壁板，更具体地涉及一种帽型加筋壁板成型工装及其成型方法。

背景技术

碳纤维增强复合材料帽型加筋结构结构具有稳定性好、传递载荷效率高和屈曲强度高等优点，已在飞机曲面结构中大量应用，其固化成型多采用共胶接、二次胶接固化成型，用以保证零件外形尺寸及胶接性能。

共胶接、二次胶接固化成型，多采用金属模具，但成型后存在脱模困难，模具成本高，加工周期长、操作难度大、成型次数多、生产成本高等缺点。

本方案采用先进辅助材料应用、无需制作专用的成型工装，且采用共固化成型工艺，从而达到满足性能要求的低成本、高效率技术方案。

发明内容

本发明为了克服上述缺点中的至少一个，提供一种帽型加筋壁板成型工装及其成型方法。

本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：

一种帽型加筋壁板成型工装，包括蒙皮和帽型筋条，蒙皮和帽型筋条为共固化成型，帽型筋条的两端为开口和蒙皮之间共同形成腔室。

具体地，蒙皮和帽型筋条的材料为碳纤维复合布。

具体地，支撑条为膨胀橡胶制成的支撑条。

帽型加筋壁板成型工装的成型方法，包括如下步骤：

S1：根据需要加工成型的帽型加筋壁板的外型面，制作对应的上模具和下模具，并按照需要裁剪对应的蒙皮和帽型筋条的碳纤维布的尺寸，根据支撑条的尺寸加工对应的支撑条，在支撑条上裹上隔离膜；

S2：将碳纤维布叠放多层铺在下模具上形成蒙皮，支撑条放在蒙皮上定位，将多层碳纤维布覆压在支撑条上定位，上模具和下模具相互配合挤压蒙皮和帽型筋条，碳纤维布之间通过树脂粘合；

S3：打袋固化，脱模时抽出支撑条。

具体地，支撑条从中间断开横截面呈半圆形，支撑条的平面贴在蒙皮上，支撑条的弧面支撑帽型筋条。

具体地，打袋固化将上模具和下模具装入真空袋中并抽真空对碳纤维布之间的树脂进行消泡处理。

具体地，上模具的底部设有向下凸起的凸模，凸模上开设有和帽型筋条形状和尺寸相适配的顶料凹槽。

具体地，下模具的顶部开设有向下凹陷的凹膜。

本发明的有益技术效果：根据本公开内容，该帽型加筋壁板成型工装及其成型方法的帽型加筋壁板结构稳定性好、传递周向载荷效率相对较高和屈曲强度高，界面力学性能好，制件重量轻；帽型加筋壁板用共固化成型工艺进罐次数少、极大降低成本、且共固化也不需要胶接胶粘剂。

附图说明

在附图中，通过实例的方式非限制性地给出以下内容：

图1示出了本发明的实施例的帽型加筋壁板结构示意图；

图2示出了本发明的实施例膨胀橡胶条在帽型加筋壁板内的结构示意图；

图3示出了本发明的实施例的上模具和下模具主视结构剖视图；

图4示出了本发明的实施例的上模具结构主视图；

图5示出了本发明的实施例的上模具结构示意图；

图6示出了本发明的实施例的下模具结构主视图；

图7示出了本发明的实施例的下模具结构示意图；

图8示出了本发明的实施例帽型加筋壁板在下模具内的结构示意图。

图中：1为蒙皮，2为帽型筋条，3为支撑条，4为上模具，5为下模具，41为凸模，42为顶料凹槽，51为凹膜。

具体实施方式

在下面详细公开中，参照了附图，通过其特征在于一部分，作为可实施的特定实施例的图示，充分描述这些实施例，为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下述描述的实施方式不局限于此，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述。

如图1-图2所示，在实施例中，帽型加筋壁板成型工装包括蒙皮1和帽型筋条2，蒙皮1和帽型筋条2为共固化成型，帽型筋条2的两端为开口和蒙皮1之间共同形成腔室。

蒙皮1和帽型筋条2的材料为碳纤维复合布，支撑条3为膨胀橡胶制成的支撑条。

帽型加筋壁板成型工装的成型方法，包括如下步骤：

S1：根据需要加工成型的帽型加筋壁板的外型面，制作对应的上模具4和下模具5，并按照需要裁剪对应的蒙皮1和帽型筋条2的碳纤维布的尺寸，根据支撑条3的尺寸加工对应的支撑条3，在支撑条3上裹上隔离膜；

S2：将碳纤维布叠放多层铺在下模具5上形成蒙皮1，支撑条3放在蒙皮1上定位，将多层碳纤维布覆压在支撑条3上定位，上模具4和下模具5相互配合挤压蒙皮1和帽型筋条2，碳纤维布之间通过树脂粘合；

S3：打袋固化，脱模时抽出支撑条3。

支撑条3从中间断开横截面呈半圆形，支撑条3的平面贴在蒙皮1上，支撑条3的弧面支撑帽型筋条2。打袋固化将上模具4和下模具5装入真空袋中并抽真空对碳纤维布之间的树脂进行消泡处理。上模具4的底部设有向下凸起的凸模41，凸模41上开设有和帽型筋条2形状和尺寸相适配的顶料凹槽42，下模具5的顶部开设有向下凹陷的凹膜51。

该帽型加筋壁板成型工装及其成型方法的帽型加筋壁板结构稳定性好、传递周向载荷效率相对较高和屈曲强度高，界面力学性能好，制件重量轻；帽型加筋壁板用共固化成型工艺进罐次数少、极大降低成本、且共固化也不需要胶接胶粘剂。

在实施例中，如图1-图8所示，本实施例提供的一种帽型加筋壁板成型工装及其成型方法的工作过程如下：

1.配比膨胀橡胶，配比完成搅拌均匀，抽真空后倒入膨胀橡胶成型工装进行固化；

2.蒙皮1铺叠，膨胀橡胶从中间断开裹一层无孔隔离膜；

3.膨胀橡胶在蒙皮1上定位；

4.筋条在膨胀橡胶上铺叠，打袋固化；

5.脱模时抽出膨胀橡胶，完成制作。

无孔隔离膜便于脱模，抽出膨胀橡胶。本申请采用碳纤维布应用、无需制作专用的成型工装，且采用共固化成型工艺，从而达到满足性能要求的低成本、高效率。

利用先进辅助材料碳纤维布作为筋条成型及定位装置，不仅可以大大降低成本、重复利用、具有通用性，且能够最大程度的保证筋条于蒙皮的配合精度。大量降低了制造模具的费用，此项目技术也适用于其他科研级项目零件的制作，减少购置模具费用。采用的共固化成型技术可以减少材料进热压罐次数，减少模具数量，降低成本外，还减少胶膜共胶接成型存在的界面问题。

鉴于上文的详细说明，可以对这些实施方案做出这些和其它改变，本书面描述包括最佳模式的实施例公开本发明。本发明取得的专利范围由权利要求书来定义，权利要求并不受本公开内容所限定，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都处于本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种帽型加筋壁板成型工装，包括蒙皮(1)和帽型筋条(2)，其特征在于，蒙皮(1)和帽型筋条(2)为共固化成型，帽型筋条(2)的两端为开口和蒙皮(1)之间共同形成腔室。

2.根据权利要求1所述的帽型加筋壁板成型工装，其特征在于，蒙皮(1)和帽型筋条(2)的材料为碳纤维复合布。

3.根据权利要求1所述的帽型加筋壁板成型工装，其特征在于，支撑条(3)为膨胀橡胶制成的支撑条。

4.如权利要求2所述的帽型加筋壁板成型工装的成型方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：根据需要加工成型的帽型加筋壁板的外型面，制作对应的上模具(4)和下模具(5)，并按照需要裁剪对应的蒙皮(1)和帽型筋条(2)的碳纤维布的尺寸，根据支撑条(3)的尺寸加工对应的支撑条(3)，在支撑条(3)上裹上隔离膜；

S2：将碳纤维布叠放多层铺在下模具(5)上形成蒙皮(1)，支撑条(3)放在蒙皮(1)上定位，将多层碳纤维布覆压在支撑条(3)上定位，上模具(4)和下模具(5)相互配合挤压蒙皮(1)和帽型筋条(2)，碳纤维布之间通过树脂粘合；

S3：打袋固化，脱模时抽出支撑条(3)。

5.根据权利要求4所述的帽型加筋壁板成型工装的成型方法，其特征在于，支撑条(3)从中间断开横截面呈半圆形，支撑条(3)的平面贴在蒙皮(1)上，支撑条(3)的弧面支撑帽型筋条(2)。

6.根据权利要求4所述的帽型加筋壁板成型工装的成型方法，其特征在于，打袋固化将上模具(4)和下模具(5)装入真空袋中并抽真空对碳纤维布之间的树脂进行消泡处理。

7.根据权利要求4所述的帽型加筋壁板成型工装的成型方法，其特征在于，上模具(4)的底部设有向下凸起的凸模(41)，凸模(41)上开设有和帽型筋条(2)形状和尺寸相适配的顶料凹槽(42)。

8.根据权利要求7所述的帽型加筋壁板成型工装的成型方法，其特征在于，下模具(5)的顶部开设有向下凹陷的凹膜(51)。

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