CN220784946U - 压力条及复合材料零件成型装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及复合材料成型设备技术领域，公开一种压力条及复合材料零件成型装置，能够取代现有的盖板结构，用于配合零件成型工装进行复合材料成型，可以单独加工用于辅助复合材料零件固化成型的压力条，无需加工整个盖板，压力条相比盖板而言体积较小，便于存放。在制备压力条时，形成压力条的料片铺贴时容易均匀辗平，有利于零件成型工装的阴角各处的受压均匀，阴角位置不易发生贫胶、褶皱等缺陷。在复合材料零件固化成型时通过压力条对复合材料零件的阴角区域进行均匀压实，使复合材料零件各处受力均匀，提高复合材料零件的表面质量，避免固化成型时阴角区域产生空隙、分层等质量问题。

Description

压力条及复合材料零件成型装置

技术领域

本实用新型涉及复合材料成型设备技术领域，尤其涉及一种压力条及复合材料零件成型装置。

背景技术

飞机上的复合材料零件的种类越来越多，尺寸越来越大，结构越来越复杂，该类零件制造过程中，带有阴角零件的阴角位置通常会由于铺贴时压实不充分、固化时欠压实等原因，导致阴角位置产生孔隙、分层等质量问题。为此，现有技术将复合材料零件在固化过程中进行均匀压实，保证长桁制造质量，并在固化过程中通过盖板辅助进行固化成型，以实现对阴角处进行一定加强。

但采用盖板辅助进行固化成型，具有以下问题：

(1)、由于该类零件的结构较为复杂，盖板本身的制造难度较大。以双曲扭转帽型长桁为例，曲率较大且带有偏转、扭转等特征，形成盖板的料片在铺敷时难以均匀辗平；且阴角各处受压不均匀，固化时压力难以传递到位，成型出的盖板铺贴于零件成型工装时阴角位置易发生贫胶、褶皱等缺陷。盖板铺贴于零件成型工装时的缺陷会直接反应在由盖板辅助固化成型的帽型长桁零件表面，从而导致帽型长桁零件表面产生质量问题。

(2)、盖板的工作面需与零件构型一一对应，不同构型的零件需要定制专用的盖板。以机身帽型长桁为例，对于整架飞机来说，具有很多种不同构型的帽型长桁，每一种构型的帽型长桁都需要有专门的盖板辅助固化成型，导致每个盖板都需要有专用工装进行制造，增大了实际生产中所需投入的人力、物力和财力。

(3)、在通过盖板辅助零件进行固化成型时，盖板与零件构型之间的匹配定位比较繁琐，尤其是对于双曲构型的零件，当盖板的放置位置与理论位置产生一定的位置偏差时，可能因位置偏差使零件的某些区域产生架空等问题，从而影响零件实际成型质量，而且现有的盖板使用过程中容错率较低，且使用不便。

因此，亟需一种压力条，以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种压力条及复合材料零件成型装置，能够保证复合材料零件的阴角成型质量，降低成本，使用便利。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

压力条，复合材料零件包括帽顶、帽底和连接所述帽顶和所述帽底的帽腰，所述压力条用于贴覆于所述帽腰与所述帽底连接处的阴角区域，所述压力条包括第一带胶隔离膜层、第二带胶隔离膜层和柔性结构，所述第一带胶隔离膜层包括带胶隔离膜层一和带胶隔离膜层二，所述带胶隔离膜层一的一端与所述带胶隔离膜层二的一端相连且呈V形，所述带胶隔离膜层一能够贴覆于所述帽腰，所述带胶隔离膜层二能够贴覆于所述帽底；

所述第二带胶隔离膜层为平板结构，所述第二带胶隔离膜层的两端分别连接于所述带胶隔离膜层一的另一端和所述带胶隔离膜层二的另一端，所述带胶隔离膜层一、所述带胶隔离膜层二和所述第二带胶隔离膜层围成横截面为三角形的结构空间，所述柔性结构填充满所述结构空间。

作为上述压力的一种优选技术方案，所述柔性结构为橡胶件。

作为上述压力条的一种优选技术方案，所述带胶隔离膜层一和所述带胶隔离膜层二通过圆倒角平滑连接。

作为上述压力条的一种优选技术方案，所述带胶隔离膜层一和所述第二带胶隔离膜层之间的夹角小于等于30°，所述带胶隔离膜层二和所述第二带胶隔离膜层之间的夹角小于等于30°。

作为上述压力条的一种优选技术方案，所述第一带胶隔离膜层和所述第二带胶隔离膜层的带胶面面朝所述柔性结构。

作为上述压力条的一种优选技术方案，所述第二带胶隔离膜层的一端与所述带胶隔离膜层一的一端的带胶面相互贴合且贴合长度大于20mm。

作为上述压力条的一种优选技术方案，所述第二带胶隔离膜层的另一端与所述带胶隔离膜层二的一端的带胶面相互贴合且贴合长度大于20mm。

为了实现上述目的，本实用新型还提供了一种复合材料零件成型装置，包括零件成型工装，及如上任一方案所述的压力条，复合材料零件能够贴覆于所述零件成型工装外，所述复合材料零件的阴角区域贴覆有所述压力条。

作为上述复合材料零件成型装置的一种优选技术方案，所述复合材料零件外贴敷覆有隔离膜，所述隔离膜的阴角区域贴覆有所述压力条。

作为上述复合材料零件成型装置的一种优选技术方案，所述压力条外和所述隔离膜外贴覆有透气毡。

本实用新型有益效果：本实用新型提供的压力条，能够取代现有的盖板结构，用于配合零件成型工装进行复合材料成型，可以单独加工用于辅助复合材料零件固化成型的压力条，无需加工整个盖板，压力条相比盖板而言体积较小，便于存放。在制备压力条时，形成压力条的料片铺贴时容易均匀辗平，有利于零件成型工装的阴角各处的受压均匀，阴角位置不易发生贫胶、褶皱等缺陷。在复合材料零件固化成型时通过压力条对复合材料零件的阴角区域进行均匀压实，使复合材料零件各处受力均匀，提高复合材料零件的表面质量，避免固化成型时阴角区域产生空隙、分层等质量问题；而且将柔性结构填充于第一带胶隔离膜层和第二带胶隔离膜层围成的结构空间内，有利于利用第一带胶隔离膜层和第二带胶隔离膜层保持该结构空间的形状，以便于柔性结构固化成型。

此外，还可以对制备得到的压力条进行裁剪和拼接可以得到不同尺寸的压力条，以满足不同尺寸的复合材料零件的使用需求，提高了单个零件成型工装的通用性，而且，对于外形面R角尺寸一致且曲率构型相近的零件，压力条可以通用，从而避免为每种复合材料零件都单独定制零件成型工装，大大地降低了制备成本。

本实用新型提供的复合材料零件成型装置，利用上述压力条配合零件成型工装加工复合材料零件时，只需将压力条放置在隔离膜和透气毡之间且使压力条对准复合材料零件的阴角位置，之后直接进行真空封装和固化即可；在放置压力条之前，只需在隔离膜上进行测量划线确定压力条的放置位置，再放置压力条即可，无需复杂的定位方式。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的压力条用于辅助复合材料零件成型过程中的状态截面图；

图2是本实用新型实施例提供的压力条的剖视图；

图3是本实用新型实施例提供的压力条制备过程中的状态图一；

图4是本实用新型实施例提供的压力条制备过程中的状态二；

图5是本实用新型实施例提供的压力条制备过程中的状态三；

图6是本实用新型实施例提供的压力条制备过程中的状态四。

图中：

100、压力条；101、柔性结构；1011、卷状加强件；1012、第一板状加强件；1013、第二板状加强件；102、第一带胶隔离膜层；1021、带胶隔离膜层一；1022、带胶隔离膜层二；103、第二带胶隔离膜层；

200、盖板成型工装；300、零件成型工装；400、隔离膜；500、透气毡；600、复合材料零件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1和图2所示，本实施例提供了一种压力条100，用于复合材料零件成型装置以进行复合材料零件600成型。复合材料零件成型装置包括压力条100和零件成型工装300，复合材料零件600包括帽顶、帽底和连接帽顶和帽底的帽腰，压力条100用于贴覆于帽腰与帽底连接处的阴角区域。具体地，复合材料零件600贴覆于零件成型工装300外，复合材料零件600外贴覆有隔离膜400，隔离膜400的阴角区域贴覆有压力条100，压力条100外和隔离膜400外贴覆有透气毡500。

其中，压力条100包括第一带胶隔离膜层102、第二带胶隔离膜层103和柔性结构101，第一带胶隔离膜层102包括带胶隔离膜层一1021和带胶隔离膜层二1022，带胶隔离膜层一1021的一端与带胶隔离膜层二1022的一端相连且呈V形，带胶隔离膜层一1021能够贴覆于帽腰，带胶隔离膜层二1022能够贴覆于帽底；第二带胶隔离膜层103为平板结构，第二带胶隔离膜层103的两端分别连接于带胶隔离膜层一1021的另一端和带胶隔离膜层二1022的另一端，带胶隔离膜层一1021、带胶隔离膜层二1022和第二带胶隔离膜层103围成横截面为三角形的结构空间，柔性结构101填充满结构空间。示例性地，带胶隔离膜层一1021与带胶隔离膜层二1022呈钝角。

本实施例采用压力条100取代现有的盖板结构，用于配合零件成型工装300进行复合材料成型，可以单独加工用于辅助复合材料零件600固化成型的压力条100，无需加工整个盖板，压力条100相比盖板而言体积较小，便于存放。在制备压力条100时，形成压力条100的料片铺贴时容易均匀辗平，有利于零件成型工装300的阴角各处的受压均匀，阴角位置不易发生贫胶、褶皱等缺陷。在复合材料零件600固化成型时通过压力条100对复合材料零件600的阴角区域进行均匀压实，使复合材料零件600各处受力均匀，提高复合材料零件600的表面质量，避免固化成型时阴角区域产生空隙、分层等质量问题。

将柔性结构101填充于第一带胶隔离膜层102和第二带胶隔离膜层103围成的结构空间内，有利于利用第一带胶隔离膜层102和第二带胶隔离膜层103保持该结构空间的形状，以便于柔性结构101固化成型。

此外，还可以对制备得到的压力条100进行裁剪和拼接可以得到不同尺寸的压力条100，以满足不同尺寸的复合材料零件600的使用需求，提高了单个零件成型工装300的通用性，而且，对于外形面R角尺寸一致且曲率构型相近的零件，压力条100可以通用，从而避免为每种复合材料零件600都单独定制零件成型工装300，大大地降低了制备成本。

进一步地，带胶隔离膜层一1021和带胶隔离膜层二1022通过圆倒角平滑连接，以适应复合材料零件600的成型需求。

如图3至图6所示，上述压力条100的制备过程如下：

步骤1、在盖板成型工装200上铺贴第一带胶隔离膜层102，使第一带胶隔离膜层102覆盖盖板成型工装200的阴角区域，并真空压实；

步骤2、在第一带胶隔离膜层102外放置卷状加强件1011，使卷状加强件1011和第一带胶隔离膜层102的接触位置正对目标位置，并真空压实；目标位置为阴角区域的阴角位置；

步骤3、在卷状加强件1011外铺贴第一板状加强件1012和第二板状加强件1013，使第一板状加强件1012的一端搭接于卷状加强件1011一侧的第一带胶隔离膜层102外，另一端搭接于卷状加强件1011外，且第二板状加强件1013的一端搭接于卷状加强件1011另一侧的第一带胶隔离膜层102外，另一端搭接于第一板状加强件1012外，并真空压实；

步骤4、在第一板状加强件1012和第二板状加强件1013外铺贴第二带胶隔离膜层103，且第二带胶隔离膜层103的周向边缘分别铺贴在第一带胶隔离膜层102外，且使第一带胶隔离膜层102和第二带胶隔离膜层103的带胶面面朝柔性结构101，即使第一带胶隔离膜层102和第二带胶隔离膜层103带胶面相对，以将卷状加强件1011、第一板状加强件1012和第二板状加强件1013均被包裹在第一带胶隔离膜层102和第二带胶隔离膜层103围成的结构空间内；

步骤5、制袋、固化、脱模得到压力条100；

步骤6、对压力条100进行裁剪和拼接。

在步骤5中，进行固化后，卷状加强件1011、第一板状加强件1012和第二板状加强件1013固化为一体形成上述柔性结构101。

如图1所示，在采用上述压力条100配合零件成型工装300进行复合材料成型的过程如下：

步骤10、在零件成型工装300外依次铺贴复合材料零件600、隔离膜400、压力条100和透气毡500，使隔离膜400接触压力条100的区域紧贴零件成型工装300阴角区域；

步骤20、进行真空封装和固化；

步骤10中在放置压力条100之前，在隔离膜400上进行测量划线确定压力条100的放置位置。

在将上述压力条100用于复合材料零件600加工时，只需将压力条100放置在隔离膜400和透气毡500之间且使压力条100对准复合材料零件600的阴角位置，之后直接进行真空封装和固化即可；在放置压力条100之前，只需在隔离膜400上进行测量划线确定压力条100的放置位置，再放置压力条100即可，无需复杂的定位方式。

在一些实施例中，卷状加强件1011、第一板状加强件1012和第二板状加强件1013均为柔性件。示例性地，柔性件为橡胶件。

如此设置，可以使加工出的压力条100相比硬质的盖板而言，无需非常精确的型面匹配定位，即随形于复合材料零件600的阴角位置。对于外型面R角尺寸一致且曲率构型相近的零件，压力条100能够通用，无需对每个复合材料零件600都单独定制盖板成型工装200。

需要说明的是，在步骤6中，是否需要对步骤5得到的压力条100进行裁剪，取决于实际使用需求。在需要对压力条100进行裁剪时，可以有效避免后续复合材料零件600固化时留下明显的压力条100印痕。

在一些实施例中，在步骤6中，对压力条100进行拼接时，使压力条100两边缘的夹角小于等于45°。通过对压力条100进行拼接，可以满足不同尺寸的复合材料零件600的使用需求，通过限定压力条100两边缘的夹角小于等于45°，可以避免拼接处对复合材料零件600产生的印痕。

在一些实施例中，在步骤4中，第一带胶隔离膜层102和第二带胶隔离膜层103的带胶面贴合区域的外边缘与第一板状加强件1012、第二板状加强件1013和卷状加强件1011中任一加强件的周向边缘之间的间隔均大于20mm。即第二带胶隔离膜层103的一端与带胶隔离膜层的一端的带胶面相互贴合且贴合长度大于20mm，第二带胶隔离膜层103的另一端与带胶隔离膜层的一端的带胶面相互贴合且贴合长度大于20mm。

如此设置，有利于将第一板状加强件1012、第二板状加强件1013和卷状加强件1011包裹在第一带胶隔离膜层102和第二带胶隔离膜层103围成的结构空间内。

下面对压力条100的具体制备过程进行详细说明。

步骤100、在盖板成型工装200上铺贴第一带胶隔离膜层102，使第一带胶隔离膜层102覆盖盖板成型工装200阴角区域，并真空压实。

要求铺设第一带胶隔离膜层102时，阴角区域无褶皱，第一带胶隔离膜层102的带胶面朝上。

步骤200、在第一带胶隔离膜层102外放置卷状加强件1011，使卷状加强件1011和第一带胶隔离膜层102的接触位置正对目标位置，卷状加强件1011的半径为Rd±1mm，Rd为阴角位置的阴角半径，放置完毕后进行真空压实，真空压力至少为-80kPa，持续时间至少为10min。

步骤300、在卷状加强件1011外铺贴第一板状加强件1012和第二板状加强件1013，使第一板状加强件1012的一端搭接于卷状加强件1011一侧的第一带胶隔离膜层102外，另一端搭接于卷状加强件1011外，且第二板状加强件1013的一端搭接于卷状加强件1011另一侧的第一带胶隔离膜层102外，另一端搭接于第一板状加强件1012外，第一板状加强件1012和第二板状加强件1013的宽度均为Rd+C，C的取值为10mm-18mm，第一板状加强件1012和第二板状加强件1013之间的搭接量为Rd+D，D的取值为1mm-5mm，放置后再进行抽真空固定，真空压力至少为-80kPa，持续时间至少为10min。

步骤400、在第一板状加强件1012和第二板状加强件1013外铺贴第二带胶隔离膜层103，且第二带胶隔离膜层103的周向边缘分别铺贴在第一带胶隔离膜层102外，且使第一带胶隔离膜层102和第二带胶隔离膜层103带胶面相对，以将卷状加强件1011、第一板状加强件1012和第二板状加强件1013均被包裹在第一带胶隔离膜层102和第二带胶隔离膜层103围成的结构空间内。第二带胶隔离膜层103的带胶面的带胶面朝下，第一带胶隔离膜层102和第二带胶隔离膜层103的带胶面贴合区域的外边缘与第一板状加强件1012、第二板状加强件1013和卷状加强件1011中任一加强件的周向边缘之间的间隔均大于20mm。

步骤500、放置辅料封装制袋，使用热压罐固化制造成阴角压力条100。

步骤600、将固化后的压力条100从盖板成型工装200上脱模，根据需求对压力条100进行加工修形，保证压力条100两个边缘的角度小于等于30°。

在一些实施例中，在步骤600中，可以通过对压力条100进行加工修形，使带胶隔离膜层一1021和第二带胶隔离膜层103之间的夹角小于等于30°，带胶隔离膜层二1022和第二带胶隔离膜层103之间的夹角小于等于30°。

在步骤600中，在对压力条100进行加工修形前，去除第一带胶隔离膜层102和第二带胶隔离膜层103。第一带胶隔离膜层102和第二带胶隔离膜层103均为单面带胶的隔离膜，将第一带胶隔离膜层102和第二带胶隔离膜层103的带胶面相对，固化时第一带胶隔离膜层102和第二带胶隔离膜层103的带胶面贴合在一起包裹中间的第一板状加强件1012、第二板状加强件1013和卷状加强件1011，第一带胶隔离膜层102和第二带胶隔离膜层103起到维持形状的作用，固化后第一板状加强件1012、第二板状加强件1013和卷状加强件1011形成一个整体。

此外，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.压力条，复合材料零件(600)包括帽顶、帽底和连接所述帽顶和所述帽底的帽腰，所述压力条(100)用于贴覆于所述帽腰与所述帽底连接处的阴角区域，其特征在于，所述压力条(100)包括第一带胶隔离膜层(102)、第二带胶隔离膜层(103)和柔性结构(101)，所述第一带胶隔离膜层(102)包括带胶隔离膜层一(1021)和带胶隔离膜层二(1022)，所述带胶隔离膜层一(1021)的一端与所述带胶隔离膜层二(1022)的一端相连且呈V形，所述带胶隔离膜层一(1021)能够贴覆于所述帽腰，所述带胶隔离膜层二(1022)能够贴覆于所述帽底；

所述第二带胶隔离膜层(103)为平板结构，所述第二带胶隔离膜层(103)的两端分别连接于所述带胶隔离膜层一(1021)的另一端和所述带胶隔离膜层二(1022)的另一端，所述带胶隔离膜层一(1021)、所述带胶隔离膜层二(1022)和所述第二带胶隔离膜层(103)围成横截面为三角形的结构空间，所述柔性结构(101)填充满所述结构空间。

2.根据权利要求1所述的压力条，其特征在于，所述柔性结构(101)为橡胶件。

3.根据权利要求1所述的压力条，其特征在于，所述带胶隔离膜层一(1021)和所述带胶隔离膜层二(1022)通过圆倒角平滑连接。

4.根据权利要求1所述的压力条，其特征在于，所述带胶隔离膜层一(1021)和所述第二带胶隔离膜层(103)之间的夹角小于等于30°，所述带胶隔离膜层二(1022)和所述第二带胶隔离膜层(103)之间的夹角小于等于30°。

5.根据权利要求1所述的压力条，其特征在于，所述第一带胶隔离膜层(102)和所述第二带胶隔离膜层(103)的带胶面面朝所述柔性结构(101)。

6.根据权利要求1所述的压力条，其特征在于，所述第二带胶隔离膜层(103)的一端与所述带胶隔离膜层一(1021)的一端的带胶面相互贴合且贴合长度大于20mm。

7.根据权利要求6所述的压力条，其特征在于，所述第二带胶隔离膜层(103)的另一端与所述带胶隔离膜层二(1022)的一端的带胶面相互贴合且贴合长度大于20mm。

8.复合材料零件成型装置，其特征在于，包括零件成型工装(300)，及如权利要求1至7任一项所述的压力条(100)，复合材料零件(600)能够贴覆于所述零件成型工装(300)外，所述复合材料零件(600)的阴角区域贴覆有所述压力条(100)。

9.根据权利要求8所述的复合材料零件成型装置，其特征在于，所述复合材料零件(600)外贴敷覆有隔离膜(400)，所述隔离膜(400)的阴角区域贴覆有所述压力条(100)。

10.根据权利要求9所述的复合材料零件成型装置，其特征在于，所述压力条(100)外和所述隔离膜(400)外贴覆有透气毡(500)。