[发明专利]一种多曲率薄壁复合材料零件的热校形方法

说明书

技术领域

本发明创造涉及一种多曲率薄壁复合材料零件的热校形方法，属于复合材料成型技术领域。

背景技术

固化变形是指其在完成固化成型后在室温下的自由形状与期望的理想形状之间的不一致，固化回弹变形是非平面结构纤维增强的树脂基复合材料零件的固有特性，特别是采用手糊真空袋热压罐法成型的复合材料零件，如图1-2所示，回弹变形不仅影响成型产品的外形精度对零件之间的连接装配也是极为不利的，单一曲率的复合材料制件可在成型工装设计时预设回弹补偿角，使得工装与理论零件形面偏置一定角度，固化后通过零件回弹现象后，最终使得形面理论形面匹配。多曲率复合材料零件的工装回弹补仿真较为困难，且与纤维预浸料铺叠角度影响较大，无法在成型工装设计时一次进行准确回弹补偿。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明创造提供了一种多曲率薄壁复合材料零件的热校形方法,将零件先密封在真空袋中，采用真空嘴进行真空疏导，使零件与空气隔离，在对零件进行过度支撑，使零件曲面尺寸超过理论尺寸，最后将零件放入烘箱或者热压罐中对零件新型热循环加工，解决了现有技术中存在的由于零件回弹而导致的零件曲面变形、无法在成型工装设计时进行准确的回弹补偿的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种多曲率薄壁复合材料零件的热校形方法，其特征在于：

1）、使用隔离膜、透气材料和密封胶条将零件封装至真空袋中，采用真空嘴进行真空疏导，使零件与空气完全隔离；

2）、对零件进行过度支撑，使零件形面尺寸超出理论尺寸；

3）、在烘箱或热压罐中对零件进行热循环；

4）、检查零件加工后的外形，如果不合格，则增加支撑杆的长度后，返回步骤1）重新加工。

所述的过度支撑采用的方式为支撑杆支撑。

所述的热循环时的温度不高于零件材料的玻璃化转变温度。

本发明创造的有益效果在于：本发明创造将零件先密封在空袋中，采用真空嘴进行真空疏导，使零件与空气隔离，再对零件进行过度支撑，使零件曲面尺寸超过理论尺寸，最后将零件放入烘箱或者热压罐中对零件新型热循环加工，有效的改善了多曲率薄壁复合材料零件固化后回弹形变尺寸大、且恢复理论曲面时所需要的应力较大的技术问题，保障了零件的外形尺寸，改善了与其他零件的装配关系，解决了现有技术中存在的由于零件回弹而导致的零件曲面变形、无法在成型工装设计时进行准确的回弹补偿的技术问题。

附图说明

图1：为零件固化前示意图。

图2：为零件固化后回弹示意图

图3：为本发明创造的结构示意图。

图4：零件固化前、后及热校形外形示意图。

具体实施方式

一种多曲率薄壁复合材料零件的热校形方法，其步骤为：

1）、使用隔离膜1、透气材料2和密封胶条将零件3封装至真空袋4中，采用真空嘴5进行真空疏导，使零件3与空气完全隔离；

2）、对零件3进行过度支撑，使零件形面尺寸超出理论尺寸；

3）、在烘箱或热压罐中对零件进行热循环，热循环时的温度不高于零件材料的玻璃化转变温度；

4）、检查零件3加工后的外形，如果不合格，则增加支撑杆6的长度后，返回步骤1）重新加工。

步骤2）中过度支撑采用的方式为支撑杆6支撑,支撑杆6的长度大于零件3所需的理论值40-60mm，由此可以控制零件3进行热加工后的尺寸不会超过理论尺寸，如果加工后零件3的尺寸小于所需尺寸，可以适当增加支撑杆6的长度，一次约加长10mm，或提高热循环温度5-10℃，再返回步骤1），进行第二次加工，由此循环加工，热循环次数不超过3次。由此通过调整支撑杆6的长度或提高热循环的温度5-10℃，调整零件3的曲率。

实施例1：

以3mm厚度复合材料零件为例：

（1）、检查固化后零件外形，最大回弹尺寸为单面5mm，恢复理论形面施加力约150N,不符合验收条件，需进行热校形。

（2）、采用隔离膜1、透气材料2、密封胶条，将零件3封装至真空袋4中采用真空嘴5进行真空疏导，使零件隔离空气。

（3）、对零件进行过度支撑，单面过度30mm，使得零件形面尺寸超出理论尺寸。

（4）、置于烘箱或热压罐中进行热循环，其中升温速率2℃／min升温至150℃，保温1h，以1℃／min的速率进行降温。

（5）、再次检查零件外形，若不合格增加过度支撑尺寸，则调整支撑杆6的尺寸，将支撑杆6的尺寸增加10mm后、热循环温度提升至155℃，重复以上步骤进行二次热校形。