一種采用雙真空袋整體成型復(fù)合材料帽型加筋壁板的成型工藝的制作方法
【專利說明】一種采用雙真空袋整體成型復(fù)合材料帽型加筋壁板的成型工藝
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料帽型加筋壁板工藝實(shí)施難度低、成本低的成型技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0003]在傳統(tǒng)的航空航天結(jié)構(gòu)中，由金屬蒙皮及縱橫加強(qiáng)件構(gòu)成的壁板是最常見的結(jié)構(gòu)，如今復(fù)合材料在航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，而復(fù)合材料加筋壁板結(jié)構(gòu)具有整體成型性好，承載效率高，連接件數(shù)量少，密封材料用量少等眾多優(yōu)勢，復(fù)合材料加筋壁板將逐漸取代傳統(tǒng)的金屬壁板結(jié)構(gòu)。復(fù)合材料加筋壁板按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式，可以分為“T”型加筋壁板、“工”型加筋壁板、“L”型加筋壁板、“Z”加筋壁板和“帽型”加筋壁板等眾多結(jié)構(gòu)形式。
[0004]由于復(fù)合材料加筋壁板結(jié)構(gòu)具有許多的優(yōu)點(diǎn)，在飛機(jī)機(jī)身壁板，機(jī)翼結(jié)構(gòu)以及尾翼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，復(fù)合材料加筋壁板是眾多設(shè)計(jì)師的最佳選材。國外很早就開始著手研究各種復(fù)合材料加筋壁板的結(jié)構(gòu)及成型技術(shù)，取得了重大的突破，并且在多個型號獲得了應(yīng)用，雖然國內(nèi)也已開展了復(fù)合材料加筋壁板的研究，但技術(shù)不是十分的成熟，存在眾多的瓶頸，有必要做深入的研究，尤其是靈活多變的成型技術(shù)。
[0005]就復(fù)合材料加筋壁板而言，復(fù)合材料帽型加筋壁板因其獨(dú)特的帽型結(jié)構(gòu)使其成型工藝存在較大的困難，尤其是空心結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料帽型加筋壁板的成型技術(shù)更是難上加難。復(fù)合材料帽型加筋壁板按照其成型工藝來分可分為熱壓罐成型工藝和液體成型工藝；按照產(chǎn)品形式可以分為泡沫加筋壁板和空心結(jié)構(gòu)帽型加筋壁板;空心結(jié)構(gòu)帽型加筋壁板的成型技術(shù)有使用金屬模具和水溶性芯模材料兩種方法。
[0006]但是上述各種成型方法存在以下問題:熱壓罐成型工藝的成本較高，造成帽型加筋壁板的應(yīng)用受阻;泡沫加筋壁板中的泡沫加工難度較大，同時泡沫已受損;使用金屬模具成型空心結(jié)構(gòu)帽型加筋壁板，脫模難度較大，且脫模時，易對制品內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成損傷，模具的耐用較差;使用水溶性芯模材料成型空心結(jié)構(gòu)帽型加筋壁板，首先需要制備出帽型模具，之后需要對制出的帽型模具表面做包覆脫模布，打脫模劑等特殊處理，防止樹脂滲透到水溶性材料中去，同時水溶性材料目前國內(nèi)較難買到，需要從國外采購，成本較高。
[0007]上述存在的問題在復(fù)合材料帽型加筋壁板的制備過程中應(yīng)當(dāng)予以考慮，并需要解決的實(shí)際問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種脫模難度低、低成本的復(fù)合材料帽型加筋壁板成型工藝，解決現(xiàn)階段復(fù)合材料帽型加筋壁板制造中脫模難的技術(shù)難題和成本高問題。
[0009]本發(fā)明提供的技術(shù)方案是: 一種采用雙真空袋整體成型復(fù)合材料帽型加筋壁板的成型工藝，包括帽型預(yù)制體的制備、圓柱狀真空袋模具的制備以及整體真空系統(tǒng)的密封，圓柱狀真空袋模具的制備采用的材料有真空袋一、脫模布、隔離膜，首先在真空袋一的a和c兩邊表面貼上密封膠帶一，在真空袋一的b邊上貼上密封膠帶二，真空袋一b邊上的密封膠帶二與a、c兩邊的密封膠帶一在不同兩面，將a邊和c邊分別獨(dú)自粘貼起來，b邊和d邊粘貼起來，將真空袋一與密封膠帶一、密封膠帶二抹平，將脫模布牢固地粘到真空袋一上，之后將隔離膜也粘貼到真空袋一之上，排除氣道，保存?zhèn)溆?，?zhǔn)備玻璃模具，在其四周打上外密封膠帶和內(nèi)密封膠帶，在玻璃模具之上分別打上封孔劑和脫模劑，先在玻璃模具上鋪覆底板織物，再將圓柱狀真空袋模具放在帽型預(yù)制體內(nèi)壁下方，然后將兩者同時放置到底板織物上事先確定的位置上，之后依次鋪覆脫模布、導(dǎo)流介質(zhì)，再將帽型金屬模具放在帽型預(yù)制體之上，布置注膠流道以及抽氣管道，最后進(jìn)行封裝，抽真空，灌注樹脂。
[0010]優(yōu)選地，在內(nèi)密封膠帶上密封一層單透膜，并在單透膜上鋪覆導(dǎo)氣介質(zhì)，最后在外密封膠帶上封裝真空袋二，將外密封膠帶與圓柱狀真空袋模具兩端的密封膠帶二緊密粘接，使真空袋二與圓柱狀真空袋模具中的真空袋一形成一個完整的真空系統(tǒng)。
[0011]優(yōu)選地，所述外密封膠帶距離玻璃模具邊緣的距離Dl為3~5cm，外密封膠帶和內(nèi)密封膠帶之間的距離D2為3~5cm。
[0012]優(yōu)選地，所述帽型預(yù)制體的制備包括將施加過定型劑的織物進(jìn)行鋪放，之后將鋪放好的織物通過帽型金屬模具，鋪設(shè)導(dǎo)氣介質(zhì)，封裝，加壓、加熱預(yù)定型帽型預(yù)制體。
[0013]優(yōu)選地，在帽型預(yù)制體R角之處填充I?3層織物，織物的寬度約為I?3mm，長度與帽型金屬模具等長。
[0014]優(yōu)選地，所述的密封膠帶二與外密封膠帶相連接時，兩者的粘接面積應(yīng)根據(jù)帽型加筋壁板的內(nèi)徑來確定，保證抽真空時，真空袋一能夠完全貼附帽型預(yù)制體的內(nèi)壁，保證帽型部分的形狀和表面質(zhì)量。
[0015]優(yōu)選地，所述脫模布應(yīng)選用延展性和操作性均較好的脫模布，隔離膜應(yīng)采用無孔隔離膜。
[0016]本發(fā)明有益效果是:本發(fā)明的雙真空袋整體成型復(fù)合材料帽型加筋壁板的成型工藝，以真空袋作為帽型加筋壁板的芯模，靠真空作用保證帽型加筋壁板的帽型結(jié)構(gòu)，在保證整個真空系統(tǒng)不漏氣的情況下，灌注完樹脂即可成型復(fù)合材料帽型加筋壁板。該發(fā)明與其他復(fù)合材料帽型加筋板的液體成型技術(shù)相比，不但解決了整體成型復(fù)合材料帽型加筋板需專用芯模且脫模困難的技術(shù)難題，且大大地降低了制造成本。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的整體示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明中圓柱狀真空袋模具的制備過程示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明的圓柱狀真空袋模具示意圖。
[0020]圖4為本發(fā)明所用的帽型金屬模具示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0022]如圖1-4所示，本實(shí)施例提供雙真空袋整體成型復(fù)合材料帽型加筋壁板，主要包括帽型預(yù)制體7的制備、圓柱狀真空袋模具5的制備以及整體真空系統(tǒng)的密封三個關(guān)鍵技術(shù)，
帽型預(yù)制體7的制備在加壓和加熱的條件下進(jìn)行。按照事先設(shè)計(jì)的鋪層，選用施加過定型劑的織物，鋪疊帽型預(yù)制體7織物，在平板模具上，通過兩個帽型金屬模具10，鋪設(shè)導(dǎo)氣介質(zhì)，封裝，加壓、加熱預(yù)定型帽型預(yù)制體7。在鋪設(shè)導(dǎo)氣介質(zhì)時，在兩個帽型金屬模具10的夾縫處填充2?4層3~5_寬的透氣介質(zhì)。同時將帽型金屬模具R角處的真空袋提起，防止織物架橋。
[0023]圓柱狀真空袋模具5的制備采用材料有真空袋一15、脫模布8、無孔隔離膜9以及密封膠帶一11。首先在真空袋一15的a和C兩邊表面貼上密封膠帶一11，在真空袋一15的b邊上貼上密封膠帶二 14。真空袋一 15的b邊上的密封膠帶二 14與a、c兩邊的密封膠帶一11在不同兩面，將a邊和c邊分別獨(dú)自粘貼起來，b邊和d邊粘貼起來，將真空袋一 15與密封膠帶一 11、密封膠帶二 14抹平。將脫模布8使用壓敏膠帶牢固地粘到真空袋一 15上，之后將無孔隔離膜9也按照同樣的方法粘貼到真空袋一 15之上，排除氣道，保存，備用。
[0024]準(zhǔn)備較潔凈的玻璃模具I，使用鏟刀將玻璃模具I上的污漬清除，之后使用丙酮擦洗至干凈，四周打上外密封膠帶2和內(nèi)密封膠帶3，其中外密封膠帶2距離玻璃模具I邊緣的距離Dl為3~5cm，外密封膠帶2和內(nèi)密封膠帶3之間的距離D2為3~5cm，在玻璃模具I之上分別打上I?2遍封孔劑，I?3遍脫模劑。
[0025]先在玻璃模具I上鋪覆底板4織物，再將圓柱狀真空袋模具5放在帽型預(yù)制體7內(nèi)壁下方，然后將兩者同時放置到底板4織物上事先確定的位置上，之后依次鋪覆脫模布、導(dǎo)流介質(zhì)，再將帽型金屬模具10放在帽型預(yù)制體7之上，布置注膠流道以及抽氣管道，最后進(jìn)行封裝，抽真空，灌注樹脂。
[0026]為了防止帽型預(yù)制體7的R角處織物在灌注樹脂之后缺膠，需要在R角之處填充I?3層織物6，織物6的寬度約為I?3mm，長度與帽型金屬模具10等長即可。
[0027]為了保證在灌注完液體樹脂之后，整體系統(tǒng)仍然能夠有較高的真空壓力，在封裝真空袋二 13之前，在內(nèi)密封膠帶3上密封一層單透膜12，并在單透膜12上鋪覆導(dǎo)氣介質(zhì)，最后在外密封膠帶2上封裝真空袋二 13，形成一個整體的真空系統(tǒng)。
[0028]真空系統(tǒng)的密封性是本發(fā)明成敗的關(guān)鍵，較常規(guī)的真空輔助成型技術(shù)而言，本發(fā)明的難點(diǎn)在于如何保證圓柱狀真空袋模具5自身的密封性以及與真空袋二 13之間的密封性。在圓柱狀真空袋模具5自身的密封性得到保證之后，將外密封膠帶2與圓柱狀真空袋模具5的密封膠帶二 14緊密粘接，此處的漏點(diǎn)需要使用密封膠帶進(jìn)行排除，使真空袋二 13與圓柱狀真空袋模具5中的真空袋一 15形成一個完整的真空系統(tǒng)，在抽真空時，真空袋一 15能夠被吸起，起到芯模的支撐作用。
[0029]密封膠帶二14與外密封膠帶2相連接時，兩者的粘接面積應(yīng)根據(jù)帽型加筋壁板的內(nèi)徑來確定，保證抽真空時，真空袋一 15能夠完全貼附帽型預(yù)制體7的內(nèi)壁，保證帽型部分的形狀和表面質(zhì)量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種采用雙真空袋整體成型復(fù)合材料帽型加筋壁板的成型工藝，其特征在于，包括帽型預(yù)制體(7)的制備、圓柱狀真空袋模具(5)的制備以及整體真空系統(tǒng)的密封，圓柱狀真空袋模具(5)的制備采用的材料有真空袋一(15)、脫模布(8)、隔離膜(9)，首先在真空袋一(15)的a和c兩邊表面貼上密封膠帶一(11)，在真空袋一(15)的b邊上貼上密封膠帶二(14)，真空袋一(15)b邊上的密封膠帶二(14)與a、c兩邊的密封膠帶一(11)在不同兩面，將a邊和c邊分別獨(dú)自粘貼起來，b邊和d邊粘貼起來，將真空袋一(15)與密封膠帶一(11)、密封膠帶二(14)抹平，將脫模布(8)牢固地粘到真空袋一(15)上，之后將隔離膜(9)也粘貼到真空袋一(15)之上，排除氣道，保存?zhèn)溆茫瑴?zhǔn)備玻璃模具(I)，在其四周打上外密封膠帶(2)和內(nèi)密封膠帶(3)，在玻璃模具(I)之上分別打上封孔劑和脫模劑，先在玻璃模具(I)上鋪覆底板(4)織物，再將圓柱狀真空袋模具(5)放在帽型預(yù)制體(7)內(nèi)壁下方，然后將兩者同時放置到底板(4)織物上事先確定的位置上，之后依次鋪覆脫模布、導(dǎo)流介質(zhì)，再將帽型金屬模具(10)放在帽型預(yù)制體(7)之上，布置注膠流道以及抽氣管道，最后進(jìn)行封裝，抽真空，灌注樹脂。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用雙真空袋整體成型復(fù)合材料帽型加筋壁板的成型工藝，其特征在于，在內(nèi)密封膠帶(3)上密封一層單透膜(12)，并在單透膜(12)上鋪覆導(dǎo)氣介質(zhì)，最后在外密封膠帶(2)上封裝真空袋二(13)，將外密封膠帶(2)與圓柱狀真空袋模具(5)的密封膠帶二(14)緊密粘接，使真空袋二(13)與圓柱狀真空袋模具(5)中的真空袋一(15)形成一個完整的真空系統(tǒng)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種采用雙真空袋整體成型復(fù)合材料帽型加筋壁板的成型工藝，其特征在于，所述外密封膠帶(2)距離玻璃模具(I)邊緣的距離Dl為3~5cm，外密封膠帶(2)和內(nèi)密封膠帶(3)之間的距離D2為3?5cm。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種采用雙真空袋整體成型復(fù)合材料帽型加筋壁板的成型工藝，其特征在于，所述帽型預(yù)制體(7)的制備包括將施加過定型劑的織物進(jìn)行鋪放，之后將鋪放好的織物通過帽型金屬模具(10)，鋪設(shè)導(dǎo)氣介質(zhì)，封裝，加壓、加熱預(yù)定型帽型預(yù)制體(7)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種采用雙真空袋整體成型復(fù)合材料帽型加筋壁板的成型工藝，其特征在于，在帽型預(yù)制體(7)R角之處填充I?3層織物(6)，織物(6)的寬度約為I?3mm，長度與帽型金屬模具(10)等長。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種采用雙真空袋整體成型復(fù)合材料帽型加筋壁板的成型工藝，其特征在于，所述的密封膠帶二(14)與外密封膠帶(2)相連接時，兩者的粘接面積應(yīng)根據(jù)帽型加筋壁板的內(nèi)徑來確定，保證抽真空時，真空袋一(15)能夠完全貼附帽型預(yù)制體(7)的內(nèi)壁，保證帽型部分的形狀和表面質(zhì)量。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種采用雙真空袋整體成型復(fù)合材料帽型加筋壁板的成型工藝，其特征在于，所述脫模布(8)選用延展性和操作性均較好的脫模布，隔離膜(9)采用無孔隔離膜。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種采用雙真空袋整體成型復(fù)合材料帽型加筋壁板的成型工藝，與傳統(tǒng)復(fù)合材料帽型加筋壁板的成型工藝相比，以真空袋作為支撐“帽型”部分的內(nèi)腔模具，使用兩個真空袋形成一個整體的真空系統(tǒng)，靠真空系統(tǒng)提供成型復(fù)合材料帽型加筋壁板的壓力，同時兩個真空袋在真空負(fù)壓的吸附作用下，給復(fù)合材料帽型加筋壁板的“帽型”構(gòu)件提供一定的壓力，保證“帽型”構(gòu)件在浸漬完樹脂之后形狀穩(wěn)定，防止變形。本發(fā)明提供的雙真空袋法真空輔助液體成型技術(shù)整體成型復(fù)合材料帽型加筋壁板，不僅解決了傳統(tǒng)復(fù)合材料帽型加筋壁板成型時需專用芯模且脫模難的技術(shù)難題，同時也大大地降低了成本。
【IPC分類】B29C70/54, B29C70/44
【公開號】CN105711109
【申請?zhí)枴緾N201610168684
【發(fā)明人】王明軍, 楊現(xiàn)偉, 彭成周, 卜祥威, 萬里程, 劉偉
【申請人】江蘇恒神股份有限公司