[发明专利]一种加筋壁板复合材料结构的整体固化装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种加筋壁板复合材料结构的整体固化装置及方法。

背景技术

加筋壁板结构是航空结构件的常见结构形式，目前对于加筋壁板的制作一般采用分步固化或整体固化的方式。

分步固化是指先将复合材料面板和加强筋分别单独固化成型，然后再进行胶接。因此，分步固化事实上是一种二步法成型方法，时间长、效率低、耗能大。另外，由于复合材料面板和加强筋分别单独固化，经二次胶接后还存在胶接界面，不利于载荷从面板到加强筋的应力传递，从而影响加筋壁板的整体性能。

整体固化或共固化是一种一步法整体成型工艺，即指将加强筋区与面板区一起铺放并同时加热固化一次成型的制造方式，该方法既可采用预浸料热压罐成型，也可采用液体成型工艺。对于液体成型工艺来说，共固化是主要的成型方法，根据模具形式不同又分为阳模成型和阴模成型。

对于复合材料加筋壁板结构，阳模成型是指将加强筋区采用凸面模具，两侧用固定块进行固定，在模具凸面进行纤维铺放的工艺；阴模成型是指加强筋区采用凹面模具，将干纤维层沿凹陷区进行铺放，铺放好后再在上方铺放复合材料面板。采用液体成型加强筋与面板共固化工艺，可以大大节省制造时间，节约二次胶接产生的能耗，同时，因此加强筋区与面板区干纤维完成铺放后，同时灌注树脂一次固化成型，加强筋与面板区整体成型，没有明显界面，便于应力传递，有利于结构件整体性能。

无论是阳模成型和阴模成型都是单面模具，分别可以得到凹面光滑和凸面光滑的结构件，另外，在液体成型工艺过程中，采用干纤维铺放，纤维定位准确性与铺覆操作性都存在很多问题，尤其加筋区结构复杂，成型质量控制难度大。

针对上述问题，提出一种加筋壁板复合材料结构的整体固化装置及方法，能够解决现有工艺中存在的加筋区填充困难，以及结构件表面质量差的问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种加筋壁板复合材料结构的整体固化装置，能够解决现有工艺结构件表面质量差的问题。

本发明的目的在于提出一种加筋壁板复合材料结构的整体固化方法，能够解决现有工艺中存在的加筋区填充困难，以及结构件表面质量差的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种加筋壁板复合材料结构的整体固化装置，其包括具有凹槽的加强筋模具，以及设置在加强筋模具上部的打孔钢板，且在所述钢板的上部设置有导流网。

作为上述加筋壁板复合材料结构的整体固化装置的一种优选方案，所述加强筋模具上设置有若干凹槽。

作为上述加筋壁板复合材料结构的整体固化装置的一种优选方案，还包括导向板，该导向板的形状与凹槽开口端的轮廓相对应。

一种加筋壁板复合材料结构的整体固化方法，采用如以上所述的加筋壁板复合材料结构的整体固化装置进行加筋壁板的制作，包括以下步骤：

步骤A：在具有凹槽的加强筋模具内填充纤维层；

步骤B：在凹槽内纤维层的上部放置泡沫芯材；

步骤C：待几个加筋区的纤维和泡沫都铺叠好后，在上面铺叠纤维布以作底面面板用；

步骤D：在纤维布的上部放置打孔钢板；

步骤E：铺放导流网，然后进行注胶固化。

作为上述加筋壁板复合材料结构的整体固化方法的一种优选方案，在步骤A中，纤维层的制造方式为：将加筋区的立体模型在fibersim里展开，并生成dxf格式，利用自动下料机进行下料。

作为上述加筋壁板复合材料结构的整体固化方法的一种优选方案，在步骤B中，所述泡沫芯材通过数控切割机床精确切割制造。

作为上述加筋壁板复合材料结构的整体固化方法的一种优选方案，在步骤B中，放置泡沫芯材之后利用导向板对铺叠好的纤维布进行裁剪，去除毛边。

作为上述加筋壁板复合材料结构的整体固化方法的一种优选方案，在步骤D中，放置打孔钢板之前需要在打孔钢板的两侧粘贴脱模布。

作为上述加筋壁板复合材料结构的整体固化方法的一种优选方案，在步骤E中，在加筋区要多铺1-2层导流网。

作为上述加筋壁板复合材料结构的整体固化方法的一种优选方案，在步骤A之前还包括在加筋壁板模具上涂脱模剂。

本发明的有益效果为：本发明中通过打孔钢板的设置，在铺放好所有纤维层后，在最上面覆盖一个钢制板，以达到最终的底面平整之目的，实现了单面模具得到双面光滑结构件的目的。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的加筋壁板复合材料结构的整体固化流程图。

图2是本发明具体实施方式提供的加强筋模具的结构示意图。

其中：