[发明专利]一种碳纤维复合材料复杂格栅结构的RTM成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种成型方法，具体涉及一种碳纤维复合材料复杂格栅的RTM成型方法。

背景技术

碳纤维复合材料格栅主要用于航空、汽车等领域气流方向的定向控制。格栅结构主要由90个不同尺寸规格的格子组成，宽度方向上有15条不同规格的叶片。因为格栅的结构复杂，所以格栅成型的模具更加复杂，成型也较困难。目前，复合材料格栅(申请号：200910050994.7，航空飞机控速用复合材料叶片格栅的成型方法)采用在硅橡胶软模上手工铺层，铺层用材料为预浸无维布，铺层后装模在热压罐中固化，采用上述工艺存在如下缺点：

1、采用预浸无维布铺层，预浸布存在一定的粘性，为了同时保证格栅结构的纵向和横向强度满足要求，采用了多种角度的铺层(0°、45°、90°)，操作比较困难。

2、使用预浸布铺层压缩比较大，1.5mm的产品铺层后的厚度达到2.2mm，而格栅格子多，过多的压缩量容易造成装模困难；

3、采用硅橡胶软模辅助成型，装模过程中压缩量产生无规律的挤压变形，导致产品固化直线度超差，造成产品报废。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种复合材料格栅的RTM成型方法，解决了格栅成型的模具复杂的问题。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种碳纤维复合材料复杂格栅结构的RTM成型方法,该方法包括如下步骤：

S1、专用金属硬模制备，根据格栅结构，制作具有大小规格不同90个格子的金属硬模，格子采用插片组合而成，底板与顶板上分别设计硅橡胶定位孔，用于固定硅橡胶；

S2、硅橡胶辅助软模制备：将配置好的液体硅橡胶注入步骤S1制备的专用金属硬模格子中，室温放置硫化，硫化后取出硅橡胶软模；

S3、碳纤维编织布铺层：将碳纤维编织布按照格栅格子的尺寸规格裁剪，然后将裁 剪好的编织布分别铺放在硅橡胶软模上，层与层之间用RTM专用粘接胶固定，防止疏松，碳纤维布的铺放层数由格栅的厚度确定；

S4、注胶：将铺层好的硅橡胶软模固定在金属硬模中，盖上盖板，检查模具密封性能，抽真空进行树脂注胶；

S5、固化：注胶完成后将盖板上的螺钉拧松，制作真空袋后放入热压罐，抽真空进行升温、加压、固化；

S6、脱模：冷却至室温后，取下90块硅橡胶软模，将固化后的复合材料格栅从金属硬模中取出。

其中，所述的步骤S1中的金属硬模的制作方法为：将金属材料制作的竖挡板和横隔板插在带有插槽的底座上，组成大小规格不同的90个格子；每个格子上方通过定位销、垫块、顶压板固定，竖挡板与横隔板的厚度为实际产品厚度的1.03倍。

其中，所述硅橡胶软膜尺寸应小于实际格子尺寸。

其中，所述步骤S2中液体硅橡胶通过以下方法制备：取适量白色R-311W液体硅橡胶与适量红色稀释剂与硫化剂按10比1的比例混合倒入混料桶，对混料桶抽真空，要求真空度≤-0.097Mpa，并快速搅拌3～10分钟，得成品。

其中，所述步骤S3中碳纤维编织布采用五缎纹碳纤维编织布。

其中，所述步骤S4中注胶采用常温固化树脂利用RTM注胶设备进行树脂灌注。

其中，所述步骤S5中＝采用热压罐固化，固化方式为阶梯式升温固化，热压罐升温至95-105℃，保温1小时；再升温至135-145℃，保温1.5小时；当模具温度升高至90-100℃时，热压罐开始加压，压力为0.2-0.4Mpa；当模具温度升高至115-125℃时，压力增加至0.6-0.8Mpa；模具温度升高至174-180℃，保温3小时；随后开始降温，模具温度降至90℃，热压罐停止加压。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：利用RTM(树脂传递模塑)工艺制作格栅，采用干的编织布(五缎纹，横向强度和纵向强度可设计)预制成型，然后RTM注胶完成格栅成型；可以同时保证两个方向的强度，且铺层服帖、压缩比较小、装模挤压力较小，制作产品孔隙率小、产品纵横方向直线度高；采用金属硬模结合硅橡胶软模进行复合材料注胶、热压罐成型的方法，使制造所需的金属模具大大简化，格栅的成型工艺简单可行，且硅橡胶软膜可多次使用，可用于格栅的批量化生产，取得了模具制作成本低、操作简单方便、产品合格率高等有益效果。

附图说明

图1是格栅的工程视图。

图2是本发明格栅的成型方法所使用的专用金属硬模的结构示意图。

图3为图2的视图。

图4是本发明成型方法的工艺流程图。

具体实施方式