[发明专利]嵌入式共固化穿孔阻尼薄膜复合材料结构制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料结构的振动噪声控制技术，尤其是一种嵌入式共固化复合材料结构中带有周期分布孔系图案阻尼薄膜的加工工艺，属于振动噪声控制领域。

背景技术

目前，嵌入式共固化阻尼复合材料加工工艺主要是将粘弹性阻尼薄膜与复合材料预浸料按照设计进行铺设，然后在热压罐中采用加热、加压和抽真空将其共固化。主要的方法有压片法，即直接将阻尼材料原胶料在平板硫化机上压成部分硫化的阻尼薄膜，注意这时阻尼薄膜的硫化温度与剩余硫化时间应当与复合材料预浸料的固化温度和时间一致，但是这种方法存在一个严重的问题，就是压片法制得的连续阻尼薄膜能部分地降低其表面分子活性，其层间结合力比较弱；后来人们提出层间结合力比较强的刷涂、喷涂工艺和二次预浸工艺，就是将阻尼材料原胶料溶解在橡胶溶剂中，制成阻尼材料溶液，然后将其通过二次预浸工艺或刷涂或喷涂工艺涂覆在复合材料预浸料上，这种工艺制作的嵌入式共固化复合材料，虽然其层间结合性能和整个结构的阻尼性能都有很大程度地提高，但是整个结构的刚度会有不同程度的降低。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种嵌入式共固化穿孔阻尼薄膜复合材料结构制作工艺，其采用下述技术方案：

一种嵌入式共固化穿孔阻尼薄膜复合材料结构制作工艺，包括：

1)进料，将玻璃纤维或者碳纤维带通过复合材料预浸料液态池，制成复合材料预浸料；

2)干式加热烘干，利用干式烘干炉将复合材料预浸料烘干；

3)二次预浸阻尼薄膜，使复合材料预浸料通过阻尼材料溶液池制成带阻尼薄膜的复合材料预浸料；

所述阻尼材料主要成份为丁基橡胶和氯化丁基橡胶的混合物，其组分与复合材料预浸料所用树脂有关，与《嵌入式高温共固化大阻尼复合材料及其制备工艺》(申请号：201210030874.2)中的阻尼粘弹性材料成份相同，各成份质量份数比为：丁基橡胶92.5-93.5份；氯化丁基橡胶6.5-7.5份；氯化聚乙烯2.9-3.1份；氧化锌3.9-4.1份；硬脂酸0.8-1份；炭黑50-52份；辛基酚醛树脂5.9-6.1份。有机溶剂为120号汽油；为了得到黏度适中且易于二次预浸的阻尼材料溶液，必须将混炼胶按照一定比例溶解于有机溶剂中，通过试验探索出阻尼材料与溶剂的最佳溶解比例为30g混炼胶料：125ml汽油，将阻尼材料胶料严格按照上述比例溶入有机溶剂形成浓度适中的粘弹性阻尼原胶料溶液；为了精确控制二次预浸后阻尼薄膜的厚度，除了对阻尼原胶料溶液的浓度进行精准控制外，还要对环境温度进行控制，使粘弹性阻尼原胶料溶液保持相对稳定的粘度；

4)湿式加热烘干，将二次预浸阻尼薄膜的复合材料预浸料上的橡胶溶剂蒸发掉，通过回收再利用技术，将橡胶溶剂回收再利用；

5)干式加热烘干，再利用干式烘干炉将复合材料阻尼薄膜上的水汽烘干；

6)检验阻尼薄膜厚度是否满足设计要求；

7)如果第6)步厚度检验不满足设计要求，则返回第3)步重复步骤3)到6)，直至二次预浸阻尼薄膜厚度满足设计要求为止；

8)冲孔，将复合材料预浸料放在冲孔机上冲出满足形状要求的孔洞图案；

冲孔机的进料为间歇进料，即在时间t₁内冲孔机停止进料，在此停止的时间内冲孔机要完成对复合材料预浸料的冲压；然后冲孔机开始进料，进料时间为t₂，进料长度为s，停止进料，再次冲压，确保冲孔机一个周期内的平均进料速度与系统的送料速度一致；

冲孔工位前后要给冲孔机留有预浸料的余量，保证冲孔机在进料时不会过度拉扯预浸料；

冲孔机凸模为空心管状，内孔四周开有刃口，并将其固定在模具固定板上，刀刃的刀尖角度15-30°，直径D根据穿孔的大小确定，冲压直接在预浸料下面垫聚氨酯橡胶板作为凹模；

9)收卷，将冲好孔的预浸料收成卷，最后通过共固化工艺将其制成具有复杂图案阻尼薄膜嵌入的复合材料构件。

本发明中的进料、干式加热烘干、预浸阻尼、湿式加热烘干、干式加热烘干步骤与现有技术相同，例如：与专利号2012101393988《嵌入式共固化连续预浸阻尼层的复合材料铺带制作工艺》中工艺步骤相同，在此不再赘述。