CN115583049A - 一种适用于带曲率结构热隔膜预成型的封装方法和成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于带曲率结构热隔膜预成型的封装方法和成型方法。该方法包括：对热隔膜袋膜设置预留袋膜；采用包含预留袋膜的热隔膜袋膜封装预浸料叠层料片；在带曲率结构的热隔膜预成型过程中，通过热隔膜袋膜中的预留袋膜进行张力释放，使预浸料叠层料片充分贴合模具面以保障成型质量。优选地，所述对热隔膜袋膜设置预留袋膜，是对热隔膜袋膜打褶，作为预留袋膜。本发明能够实现袋膜张力释放，实现热隔膜预成型带动预浸料叠层料片充分贴合模具面，同时袋膜张力释放优先通过打褶袋膜的几何形状变化而减少袋膜的弹性变形及塑性变形，降低漏袋风险及对预浸料片的张力拉伸，从而保障带曲率复合材料结构的内部成型质量。

Description

一种适用于带曲率结构热隔膜预成型的封装方法和成型方法

技术领域

本发明属于复合材料成型技术领域，涉及热隔膜预成型技术，具体涉及一种适用于带曲率结构热隔膜预成型的封装方法和成型方法。

背景技术

复合材料热隔膜预成型能够将弯折结构逐层铺贴的预成型过程转化为预浸料叠层的铺贴和叠层变形两个分步过程，预浸料叠层的铺贴是平板叠层或简单形面结构叠层，能够更充分的利用自动化铺放成型技术的高效、质量稳定性优势，而叠层变形通过机械设备控制实现，能够确保重复稳定。热隔膜预成型是航空结构上常用的叠层变形方法，对于航空结构上普遍应用的L型、T型、C型、工型、帽型等各种筋条长桁具有重要意义。

但传统的成熟热隔膜设备通常是平台结构，在成型带曲率结构时，热隔膜袋膜在曲率部位上会产生张力，无法充分的贴合模具型面，从而造成带曲率结构热隔膜成型质量问题。

发明内容

本发明主要是针对目前带曲率结构复合材料热隔膜预成型中的袋膜难以贴合问题，提供一种适用于带曲率结构热隔膜预成型的封装方法和成型方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种适用于带曲率结构热隔膜预成型的封装方法，包括以下步骤：

对热隔膜袋膜设置预留袋膜；

采用包含预留袋膜的热隔膜袋膜封装预浸料叠层料片；

在带曲率结构的热隔膜预成型过程中，通过热隔膜袋膜中的预留袋膜进行张力释放，使预浸料叠层料片充分贴合模具面以保障成型质量。

进一步地，所述对热隔膜袋膜设置预留袋膜，包括：对热隔膜袋膜打褶，作为预留袋膜。

进一步地，所述对热隔膜袋膜设置预留袋膜，包括：采用圆环式袋膜，长弧边和短弧边的袋膜长度相等，将长弧边和短弧边的弧长差的袋膜长度均匀打褶，作为预留袋膜，均布在短弧边。

进一步地，所述热隔膜袋膜为真空袋膜，根据预成型工装及预浸料叠层料片的形状确定需要裁剪的真空袋膜的形状及打褶的位置及长度。

一种带曲率结构的热隔膜预成型方法，包括以下步骤：

进行预浸料叠层料片的铺贴；

将铺贴好的预浸料叠层料片进行与预成型工装的定位和固定；

对热隔膜袋膜设置预留袋膜，采用包含预留袋膜的热隔膜袋膜封装预浸料叠层料片；

将封装系统即预浸料叠层料片、热隔膜袋膜和预成型工装转移到热隔膜预成型设备，按照预成型工艺参数进行加热；

在封装系统达到设定温度后进行带曲率结构的热隔膜预成型操作，实现热隔膜预成型体的制备。

进一步地，所述对热隔膜袋膜设置预留袋膜，包括：对热隔膜袋膜打褶，作为预留袋膜。

进一步地，所述对热隔膜袋膜设置预留袋膜，包括：采用圆环式袋膜，长弧边和短弧边的袋膜长度相等，将长弧边和短弧边的弧长差的袋膜长度均匀打褶，作为预留袋膜，均布在短弧边。

进一步地，所述对热隔膜袋膜设置预留袋膜，采用包含预留袋膜的热隔膜袋膜封装预浸料叠层料片，包括：

根据预成型工装及预浸料叠层料片的形状确定需要裁剪的袋膜的形状及打褶的位置及长度；

进行袋膜的自动下料及标识；

根据标识进行袋膜长弧边的固定及密封；

根据标识进行袋膜短弧边的固定、打褶及密封。

进一步地，通过手工铺贴或自动铺丝、自动铺带的方式完成所述预浸料叠层料片的铺贴。

进一步地，将热隔膜预成型体转移，进行后续的复合材料成型操作。

本发明的有益效果如下：

1.该封装方法下的成型工艺流程变化较小，可确保现行方法成型质量控制措施的有效性延续；

2.用于热隔膜预成型的袋膜可采用真空袋膜，通过自动下料机进行裁剪及标识，封装过程可以做到工艺过程的重复性；

3.真空袋膜预留打褶形式实现袋膜张力释放，能够实现热隔膜预成型带动预浸料叠层料片充分贴合模具面，同时袋膜张力释放优先通过打褶袋膜的几何形状变化而减少袋膜的弹性变形及塑性变形，降低漏袋风险及对预浸料片的张力拉伸，从而保障带曲率复合材料结构的内部成型质量。

附图说明

图1是实施例中圆环式袋膜封装的示意图。其中，网格区域为热隔膜预成型工装，灰色区域为预浸料叠层料片，黑框线所示为真空袋袋膜。上图为俯视图，下图为剖面示意图。

图2是实施例中完成短弧边均匀打褶的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面通过具体实施例和附图，对本发明做进一步详细说明。

本发明主要是针对目前带曲率结构复合材料热隔膜预成型中的袋膜难以贴合问题，通过设计预留袋膜用于预成型过程的张力释放，从而实现热隔膜预成型中的预浸料叠层充分贴合模具面，保障成型质量。

本发明的一个实施例中，如图1所示，对于带曲率结构，采用圆环式袋膜封装预浸料叠层料片，长弧边L1采用等弧长(即弧长为L1)的真空袋膜封装；短弧边L2区域，将长弧边L1弧长的袋膜固定在短弧边L2弧长区域，且将L1和L2弧长差的袋膜长度均匀打褶从而实现袋膜均布在短弧边。采用与传统热隔膜预成型一样的成型工艺步骤，进行热隔膜预成型操作，在短边区域由于预留了真空袋膜，在成型带曲率结构的过程中，袋膜在曲率部位上会产生张力，袋膜上的张力直接由打褶区域预留的真空袋膜释放，从而能够实现真空袋膜带动预浸料叠层充分贴合模具面，完成可靠的热隔膜预成型的成型质量控制。

本发明的一个实施例中，采用以下步骤进行带曲率结构的热隔膜预成型：

1.通过手工铺贴或自动铺丝、自动铺带的方式完成预浸料叠层料片的铺贴；

2.根据要使用的预成型工装及预浸料叠层料片的形状确定需要裁剪的真空袋膜的形状及打褶的位置及长度；

3.进行袋膜的自动下料及标识，通过自动下料机进行袋膜的裁剪及标识；

4.将铺贴好的预浸料叠层料片进行与工装的定位和固定；

5.根据标识进行袋膜长弧边的固定及密封；

6.根据标识进行袋膜短弧边的固定、打褶及密封；图2是完成短弧边均匀打褶的示意图；

7.将封装系统(预浸料叠层料片、袋膜和预成型工装)转移到热隔膜预成型设备，按照预成型工艺参数进行加热；

8.在封装系统达到设定温度后进行热隔膜预成型操作，实现热隔膜预成型体的制备。

9.将热隔膜预成型体转移进行后续的复合材料成型操作。

以上公开的本发明的具体实施例，其目的在于帮助理解本发明的内容并据以实施，本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的。本发明不应局限于本说明书的实施例所公开的内容，本发明的保护范围以权利要求书界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种适用于带曲率结构热隔膜预成型的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：

对热隔膜袋膜设置预留袋膜；

采用包含预留袋膜的热隔膜袋膜封装预浸料叠层料片；

在带曲率结构的热隔膜预成型过程中，通过热隔膜袋膜中的预留袋膜进行张力释放，使预浸料叠层料片充分贴合模具面以保障成型质量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对热隔膜袋膜设置预留袋膜，包括：对热隔膜袋膜打褶，作为预留袋膜。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对热隔膜袋膜设置预留袋膜，包括：采用圆环式袋膜，长弧边和短弧边的袋膜长度相等，将长弧边和短弧边的弧长差的袋膜长度均匀打褶，作为预留袋膜，均布在短弧边。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述热隔膜袋膜为真空袋膜，根据预成型工装及预浸料叠层料片的形状确定需要裁剪的真空袋膜的形状及打褶的位置及长度。

5.一种带曲率结构的热隔膜预成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

进行预浸料叠层料片的铺贴；

将铺贴好的预浸料叠层料片进行与预成型工装的定位和固定；

对热隔膜袋膜设置预留袋膜，采用包含预留袋膜的热隔膜袋膜封装预浸料叠层料片；

将封装系统即预浸料叠层料片、热隔膜袋膜和预成型工装转移到热隔膜预成型设备，按照预成型工艺参数进行加热；

在封装系统达到设定温度后进行带曲率结构的热隔膜预成型操作，实现热隔膜预成型体的制备。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对热隔膜袋膜设置预留袋膜，包括：对热隔膜袋膜打褶，作为预留袋膜。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对热隔膜袋膜设置预留袋膜，包括：采用圆环式袋膜，长弧边和短弧边的袋膜长度相等，将长弧边和短弧边的弧长差的袋膜长度均匀打褶，作为预留袋膜，均布在短弧边。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述对热隔膜袋膜设置预留袋膜，采用包含预留袋膜的热隔膜袋膜封装预浸料叠层料片，包括：

根据预成型工装及预浸料叠层料片的形状确定需要裁剪的袋膜的形状及打褶的位置及长度；

进行袋膜的自动下料及标识；

根据标识进行袋膜长弧边的固定及密封；

根据标识进行袋膜短弧边的固定、打褶及密封。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过手工铺贴或自动铺丝、自动铺带的方式完成所述预浸料叠层料片的铺贴。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将热隔膜预成型体转移，进行后续的复合材料成型操作。

Images