CN116787814A - 一种用于内侧带蜂窝夹层结构复合材料c型肋的成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及航空复合材料制造技术领域，具体涉及一种用于内侧带蜂窝夹层结构复合材料C型肋的成型方法。其包括步骤：在成型工装上铺叠内蒙皮预浸料；在分切后的蜂窝的下端面覆盖第一胶膜，并将其固定在内蒙皮预浸料的上端面；在固定后的蜂窝的上端面覆盖第二胶膜，并在蜂窝及内蒙皮预浸料上铺叠外蒙皮，最后封装进罐进行共固化。该用于内侧带蜂窝夹层结构复合材料C型肋的成型方法的目的是解决如何同时提高C型肋的内部质量、蜂窝定位精度及成型效率的问题。
Description
技术领域
本发明涉及航空复合材料制造技术领域，具体涉及一种用于内侧带蜂窝夹层结构复合材料C型肋的成型方法。
背景技术
复合材料由于其高比强度、高比硬度、可设计性强、抗疲劳断裂性能好、耐腐蚀、尺寸稳定性好以及便于大面积整体成型的特点，已成为当代最主要的航空结构材料之一。而蜂窝夹层结构更是具有非常大的强度重量比的一种结构性材料，与实心材料相比，蜂窝夹层结构复合材料使用的有效材料仅为被替代材料的1％-5％，它显然是一种用料省、耗能小的极具潜力的轻质材料。内侧带蜂窝夹层结构复合材料C型肋是一种稳定性很强的肋结构，在飞机襟翼、副翼等结构中都有应用。
目前航空复合材料成型工艺多采用热压罐成型，在内侧带蜂窝夹层结构复合材料C型肋成型过程中，蜂窝芯材难以对C型肋内侧型面准确定位，且蜂窝芯材容易在成型过程中产生滑移。若采用阳模共固化成型，蜂窝加压困难，容易在蜂窝下形成缺陷；若采用阴模共固化成型，蒙皮铺叠困难，容易造成肋R角处的孔隙缺陷；若采用分步固化成型，增加成本和零件重量。如何既保证零件内部质量和蜂窝定位精度的同时，又简化操作、提高成型效率，目前还是一个难题。
因此，发明人提供了一种用于内侧带蜂窝夹层结构复合材料C型肋的成型方法。
发明内容
(1)要解决的技术问题
本发明实施例提供了一种用于内侧带蜂窝夹层结构复合材料C型肋的成型方法，解决了如何同时提高C型肋的内部质量、蜂窝定位精度及成型效率的技术问题。
(2)技术方案
本发明提供了一种用于内侧带蜂窝芯夹层结构复合材料C型肋的成型方法，包括以下步骤：
在成型工装上铺叠内蒙皮预浸料；
在分切后的蜂窝芯的下端面覆盖第一胶膜，并将其固定在所述内蒙皮预浸料的上端面；
在固定后的所述蜂窝芯的上端面覆盖第二胶膜，并在所述蜂窝芯及所述内蒙皮预浸料上铺叠外蒙皮，最后封装进罐进行共固化。
进一步地，以W方向沿蜂窝芯中心线对蜂窝芯进行分切。
进一步地，当蜂窝芯为大刚性蜂窝芯或大尺寸蜂窝芯时，在所述蜂窝芯的倒角边缘进行分切。
进一步地，蜂窝芯分切后，在其分切位置处放置第三胶膜。
进一步地，所述第三胶膜的厚度为0.3-0.4mm。
进一步地，所述外蒙皮的铺叠过程中，每铺叠一层预浸料后进行抽真空，根据抽真空后的外蒙皮平整情况采用预浸料单向带对蜂窝芯拼接的间隙处进行补偿。
进一步地，封装过程中，采用玻璃钢盖板对所述外蒙皮进行均压。
进一步地，所述玻璃钢盖板的厚度为1.5-2.5mm。
进一步地，在所述蜂窝芯及所述内蒙皮预浸料上铺叠外蒙皮之后，还包括：在所述外蒙皮的上端面依次放置脱模材料、隔离材料、透气材料、所述玻璃钢盖板和真空袋。
进一步地，所述在成型工装上铺叠内蒙皮预浸料之前，还包括：清理所述成型工装，并在其上表面涂覆脱模剂。
(3)有益效果
综上，本发明通过蜂窝芯分切的设计，分切后的蜂窝芯对于内蒙皮的局部加压比较好，有效提高了蜂窝芯的定位精度，并通过成型工装控制了蜂窝芯材在成型过程中滑移，保证零件内部质量和型面精度，同时操作简单、生产效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种用于内侧带蜂窝芯夹层结构复合材料C型肋的成型方法的流程示意图；
图2(a)是本发明实施例提供的一种小尺寸蜂窝芯分切的结构示意图；
图2(b)是本发明实施例提供的一种大尺寸蜂窝芯分切的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种成型工装与C型肋装配的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种内侧带蜂窝芯夹层结构复合材料C型肋成型后的结构示意图。
图中：
1-外蒙皮；2-蜂窝芯；3-内蒙皮预浸料；4-成型工装；5-玻璃钢盖板；A-第一分切线；B-第二分切线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参照附图并结合实施例来详细说明本申请。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
图1是本发明实施例提供的一种用于内侧带蜂窝芯夹层结构复合材料C型肋的成型方法的流程示意图，如图1所示，该方法可以包括以下步骤：
S100、在成型工装4上铺叠内蒙皮预浸料3；
S200、在分切后的蜂窝芯2的下端面覆盖第一胶膜，并将其固定在内蒙皮预浸料3的上端面；
S300、在固定后的蜂窝芯2的上端面覆盖第二胶膜，并在蜂窝芯2及内蒙皮预浸料上铺叠外蒙皮1，最后封装进罐进行共固化。
在上述实施方式中，成型工装4采用Q235材料数控加工，蜂窝芯2在C型肋内侧，成型工装4的工作面与C型肋的内侧型面一致。
通过蜂窝芯分切的设计，分切后的蜂窝芯2能够与C型肋的内侧型面进行完全、充分贴合以定位C型肋的内侧型面，整体的一个蜂窝芯对内蒙皮是具有刚性的，并不利于内蒙皮的局部加压，然而分切后的蜂窝芯更有利于内蒙皮的局部加压，从而能够有效保证蜂窝下内蒙皮预浸料3的加压，并通过成型工装控制了蜂窝芯材在成型过程中滑移，保证零件内部质量和型面精度，同时操作简单、生产效率高。
作为一种可选的实施方式，如图2(a)所示，以W方向沿蜂窝芯中心线(即第一分切线A)对蜂窝芯2进行平均分切。在此需要说明的是，对于分切线的具体位置不做限定，只要能够满足将蜂窝芯2分切的目的即可。当然，沿蜂窝W方向(孔格展开方向)切了之后减小了蜂窝L方向的整体刚度。
作为一种可选的实施方式，如图2(b)所示，当蜂窝芯2为大刚性蜂窝芯或大尺寸蜂窝芯时，除了沿平行蜂窝芯W方向(图示方向)及蜂窝芯中心线(即第一分切线A)对蜂窝芯2进行分切外，还需要在蜂窝芯2的倒角边缘(即第二分切线B)进行分切。
作为一种可选的实施方式，蜂窝芯分切后，在其分切位置处放置第三胶膜，第三胶膜的厚度为0.3-0.4mm。其中，保证蜂窝芯在零件固化成型过程中的粘接。
作为一种可选的实施方式，外蒙皮1的铺叠过程中，每铺叠一层预浸料后进行抽真空，根据抽真空后的外蒙皮1的平整情况采用预浸料单向带对蜂窝芯拼接的间隙处进行补偿。具体地，反复操作，直至铺叠抽真空后蜂窝芯拼接处再无间隙。
另外，封装过程中，采用玻璃钢盖板5对外蒙皮进行均压。玻璃钢盖板5采用玻璃纤维预浸料铺叠固化成型，与内侧带蜂窝芯夹层结构复合材料C型肋外侧型面一致，厚度为1.5-2.5mm。
作为一种可选的实施方式，如图3所示，在蜂窝芯2及内蒙皮预浸料3上铺叠外蒙皮1之后，还包括：在外蒙皮1的上端面依次放置脱模材料、隔离材料、透气材料、玻璃钢盖板5和真空袋。
作为一种可选的实施方式，在步骤S100、成型工装上铺叠内蒙皮预浸料之前，还包括：清理成型工装，并在其上表面涂覆脱模剂。另外，共固化完成后，先将玻璃钢盖板5等封装材料从零件上取下，然后将零件从成型工装4上取出，完成脱模过程，成型后的内侧带蜂窝芯夹层结构复合材料C型肋的结构如图4所示。
需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。
以上仅为本申请的实施例而已，并不限制于本申请。在不脱离本发明的范围的情况下对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围内。
Claims (10)
1.一种用于内侧带蜂窝芯夹层结构复合材料C型肋的成型方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
在成型工装上铺叠内蒙皮预浸料；
在分切后的蜂窝芯的下端面覆盖第一胶膜，并将其固定在所述内蒙皮预浸料的上端面；
在固定后的所述蜂窝芯的上端面覆盖第二胶膜，并在所述蜂窝芯及所述内蒙皮预浸料上铺叠外蒙皮，最后封装进罐进行共固化。
2.根据权利要求1所述的用于内侧带蜂窝芯夹层结构复合材料C型肋的成型方法，其特征在于，以W方向沿蜂窝芯中心线对蜂窝芯进行分切。
3.根据权利要求2所述的用于内侧带蜂窝芯夹层结构复合材料C型肋的成型方法，其特征在于，当蜂窝芯为大刚性蜂窝芯或大尺寸蜂窝芯时，在所述蜂窝芯的倒角边缘进行分切。
4.根据权利要求1所述的用于内侧带蜂窝芯夹层结构复合材料C型肋的成型方法，其特征在于，蜂窝芯分切后，在其分切位置处放置第三胶膜。
5.根据权利要求4所述的用于内侧带蜂窝芯夹层结构复合材料C型肋的成型方法，其特征在于，所述第三胶膜的厚度为0.3-0.4mm。
6.根据权利要求1所述的用于内侧带蜂窝芯夹层结构复合材料C型肋的成型方法，其特征在于，所述外蒙皮的铺叠过程中，每铺叠一层预浸料后进行抽真空，根据抽真空后的外蒙皮平整情况采用预浸料单向带对蜂窝芯拼接的间隙处进行补偿。
7.根据权利要求1所述的用于内侧带蜂窝芯夹层结构复合材料C型肋的成型方法，其特征在于，封装过程中，采用玻璃钢盖板对所述外蒙皮进行均压。
8.根据权利要求7所述的用于内侧带蜂窝芯夹层结构复合材料C型肋的成型方法，其特征在于，所述玻璃钢盖板的厚度为1.5-2.5mm。
9.根据权利要求7或8所述的用于内侧带蜂窝芯夹层结构复合材料C型肋的成型方法，其特征在于，在所述蜂窝芯及所述内蒙皮预浸料上铺叠外蒙皮之后，还包括：
在所述外蒙皮的上端面依次放置脱模材料、隔离材料、透气材料、所述玻璃钢盖板和真空袋。
10.根据权利要求1所述的用于内侧带蜂窝芯夹层结构复合材料C型肋的成型方法，其特征在于，所述在成型工装上铺叠内蒙皮预浸料之前，还包括：清理所述成型工装，并在其上表面涂覆脱模剂。
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