本發(fā)明涉及復合材料蜂窩夾心制件成型,特別涉及一種基于變厚度蜂窩雙向拼接的復合材料一體化成型工藝。
背景技術:
1、復合材料蜂窩夾芯結構是由兩個薄蒙皮之間夾上輕質芯材構成的。由于其具有高比模量、大比強度和輕重量等優(yōu)異性能,該結構在航空航天和其他尖端技術領域得到廣泛應用。
2、目前,由于環(huán)保、承壓、可設計性等優(yōu)勢,大尺寸變厚度的復合材料夾芯結構主要采用蜂窩作為芯材。為確保結構的成型質量,目前的制造過程中通常為先進行蜂窩拼接,然后將拼接完成的蜂窩嵌入復合材料碳纖維面板預浸料中進行成型。
3、然而,現有的蜂窩拼接方法大多為單一方向拼接(如l向或w向)或者雙向拼接完成后再進行產品制造,很少涉及蜂窩的雙向拼接與復合材料一體化成型的工藝。
4、為解決上述問題,亟需研發(fā)一種變厚度蜂窩雙向拼接的復合材料一體化成型工藝。
技術實現思路
1、針對上訴現有蜂窩僅能夠單一方向拼接以及蜂窩拼接與復合材料無法實現一體化成型的問題,本發(fā)明的提供一種基于變厚度蜂窩雙向拼接的復合材料一體化成型工藝,可實現一模多用完成蜂窩雙向拼接與定位以及碳纖維復合材料內外面板預浸料成型等工序,降低了制造成本,明確了大尺寸蜂窩夾芯結構成型工藝,保證了產品質量及尺寸精度。
2、為解決上述技術問題,本發(fā)明提供了一種基于變厚度蜂窩雙向拼接的復合材料一體化成型工藝,包括如下步驟:
3、步驟a:預制蜂窩,多塊不同高度且?guī)в嗔康姆涓C毛料經五軸機床機械加工成漸變厚度的凈尺寸蜂窩后,干燥備用;
4、步驟b:l向排布,將干燥后的凈尺寸蜂窩放入成型工裝中,并按產品制件尺寸與輪廓進行排布;
5、步驟c:l向拼接,在凈尺寸蜂窩的待拼接面上放置膠粘劑,依次完成所有的凈尺寸蜂窩l向的拼接;
6、步驟d:蜂窩拼縫倒角區(qū)域局部穩(wěn)定化,對l向拼接后的凈尺寸蜂窩的拼縫倒角區(qū)域進行局部穩(wěn)定化,該拼縫倒角區(qū)域在兩端最外側l向拼接凈尺寸蜂窩的倒角拼縫處;具體為,在拼縫倒角區(qū)域上下各鋪貼一層膠膜,膠膜鋪貼結束后繼續(xù)在拼縫倒角區(qū)域依次放置干可剝布、隔離膜一以及玻纖板,最后采用透氣氈以及真空袋進行封裝,并進行固化成型;形成多塊l向拼接蜂窩;形成多塊l向拼接蜂窩;
7、步驟e:復合材料下面板預浸料鋪貼,在成型工裝上鋪貼下面板預浸料,同時鋪貼用于粘接蜂窩的膠膜;
8、步驟f:w向排布,在下面板預浸料上放置一層隔離膜,并將多塊l向拼接蜂窩按產品制件尺寸與輪廓在隔離膜進行預定位;
9、步驟g:w向拼接,的l向拼接蜂窩的待拼接面上放置膠粘劑,依次完成所有的l向拼接蜂窩w向的拼接;從而形成拼接蜂窩芯;
10、步驟h:拼接蜂窩芯定位,抬起拼接蜂窩芯的一側,緩慢抽出隔離膜,待隔離膜完全抽出后使用激光投影儀對拼接蜂窩芯進行定位,從而調整拼接蜂窩芯位置,直至拼接蜂窩芯完全至于投影線內;
11、步驟i:復合材料上面板預浸料鋪貼,在拼接蜂窩芯上再次鋪貼膠膜,并將上面板預浸料鋪貼于該膠膜上;
12、步驟j:封裝,產品封裝時,為實現膠膜局部穩(wěn)定化區(qū)域均壓,放置漸變厚度玻纖板,且該漸變厚度玻纖板放置在封裝的隔離膜二與透氣氈之間;
13、步驟k:產品制袋固化,將封裝好的產品放入真空袋中進行固化。
14、優(yōu)選的,所述凈尺寸蜂窩為漸變厚度的芳綸紙蜂窩,蜂窩厚度為15-30mm;蜂窩角度為5-15°。
15、優(yōu)選的,所述凈尺寸蜂窩在機械加工后需進行干燥,具體為:在120±8℃下干燥60min以上或60±8℃下干燥120min以上。
16、優(yōu)選的,步驟c與步驟d,l向拼接和蜂窩拼縫倒角區(qū)域局部穩(wěn)定化兩工序一次固化,同步完成。
17、優(yōu)選的,步驟d中在拼縫倒角區(qū)域上下各鋪貼一層膠膜,具體為:以蜂窩拼接縫為起始線向兩側鋪貼膠膜,鋪貼距離均為30-60mm,鋪貼長度為50-100mm;
18、在步驟d中使用的玻纖板寬度為15-40mm,厚度為0.1-0.2mm,材質為塑料;用于控制拼縫表面質量和防止膠粘劑過渡膨脹。
19、優(yōu)選的,步驟d中蜂窩拼縫倒角區(qū)域局部穩(wěn)定化固化工藝要求具體為:174-186℃下保溫2~6.5h。
20、優(yōu)選的,步驟中的w向拼接在下面板預浸料上進行粘接,且粘接使用材料與步驟c中的l向拼接一致。
21、優(yōu)選的,步驟j中的漸變厚度玻纖板從蜂窩上倒角延伸至零件邊緣漸變厚度,且該漸變厚度玻纖板寬度為30-50mm,長度為60-90mm。
22、優(yōu)選的,步驟k中的固化條件具體為:固化溫度180±6℃,固化壓力0.2-0.4mpa,保溫時間120min-360min。
23、優(yōu)選的,步驟a~k均在同一成型工裝上進行操作,實現一模多用。
24、與現有技術相比,本發(fā)明的有益效果是:
25、1.在本發(fā)明中將不同厚度的蜂窩毛料經五軸機床機械加工成漸變厚度的凈尺寸蜂窩,有效控制凈尺寸蜂窩的結構型面與機械加工誤差,保證了后續(xù)凈尺寸蜂窩拼接精度;
26、2.本發(fā)明中蜂窩拼縫倒角區(qū)域局部穩(wěn)定化與l向拼接兩工序僅進罐固化一次,同步完成,有效控制倒角位置蜂窩塌陷,且縮短制造周期;
27、3.本發(fā)明中的與w向拼接與復合材料上、下面板預浸料鋪貼一體化成型工藝設計,減少了模具使用次數與進罐固化次數,提高了工裝效率的同時降低了制造成本與周期,同時拓寬了蜂窩夾芯結構成型方式;
28、4、本發(fā)明在封裝過程中,在膠膜局部穩(wěn)定化區(qū)域增加漸變厚度玻纖板,目的是對該區(qū)域蜂窩實現均壓,保證產品表面質量;
29、5、本發(fā)明成型工藝的步驟a~k均在同一成型工裝上進行操作,通過合理的蜂窩拼接設計與復合材料一體化成型方式,極大降低了產品制造成本,實現一模多用。
1.一種基于變厚度蜂窩雙向拼接的復合材料一體化成型工藝,其特征在于,包括如下步驟:
2.如權利要求1所述的一種基于變厚度蜂窩雙向拼接的復合材料一體化成型工藝,其特征在于,所述凈尺寸蜂窩(8)為漸變厚度的芳綸紙蜂窩,蜂窩厚度為15-30mm;蜂窩角度為5-15°。
3.如權利要求2所述的一種基于變厚度蜂窩雙向拼接的復合材料一體化成型工藝,其特征在于,所述凈尺寸蜂窩(8)在機械加工后需進行干燥,具體為:在120±8℃下干燥60min以上或60±8℃下干燥120min以上。
4.如權利要求1所述的一種基于變厚度蜂窩雙向拼接的復合材料一體化成型工藝,其特征在于,步驟c與步驟d,l向拼接和蜂窩拼縫倒角區(qū)域局部穩(wěn)定化兩工序一次固化,同步完成。
5.如權利要求4所述的一種基于變厚度蜂窩雙向拼接的復合材料一體化成型工藝,其特征在于,步驟d中在拼縫倒角區(qū)域(100)上下各鋪貼一層膠膜,具體為:以蜂窩拼接縫為起始線向兩側鋪貼膠膜,鋪貼距離均為30-60mm,鋪貼長度為50-100mm;
6.如權利要求4所述的一種基于變厚度蜂窩雙向拼接的復合材料一體化成型工藝,其特征在于,步驟d中蜂窩拼縫倒角區(qū)域局部穩(wěn)定化固化工藝要求具體為:174-186℃下保溫2~6.5h。
7.如權利要求1所述的一種基于變厚度蜂窩雙向拼接的復合材料一體化成型工藝,其特征在于,步驟中的w向拼接在下面板預浸料(10)上進行粘接,且粘接使用材料與步驟c中的l向拼接一致。
8.如權利要求1所述的一種基于變厚度蜂窩雙向拼接的復合材料一體化成型工藝,其特征在于,步驟j中的漸變厚度玻纖板(12)從蜂窩上倒角延伸至零件邊緣漸變厚度,且該漸變厚度玻纖板(12)寬度為30-50mm,長度為60-90mm。
9.如權利要求1所述的一種基于變厚度蜂窩雙向拼接的復合材料一體化成型工藝,其特征在于,步驟k中的固化條件具體為:固化溫度180±6℃,固化壓力0.2-0.4mpa,保溫時間120min-360min。
10.如權利要求1所述的一種基于變厚度蜂窩雙向拼接的復合材料一體化成型工藝,其特征在于,步驟a~k均在同一成型工裝(6)上進行操作,實現一模多用。