[发明专利]基于铺丝技术的复合材料帽形加筋壁板的成型制造方法

说明书

本发明提供基于铺丝技术的复合材料帽形加筋壁板的成型制造方法，包括：在壁板阳模成型模具的帽形加筋槽内表面涂敷脱模剂或者铺贴脱模布，然后再铺贴帽形加筋件或者放置固化好的帽形加筋件；在帽形加筋件的凹槽内放置涂敷脱模剂或者缠绕脱模布的橡胶管，橡胶管内放置与其形状相适应的内部支撑件，内部支撑件和橡胶管之间放置两端开口的管状真空袋，并将橡胶管固定到壁板阳模成型模具上；在帽形加筋件的空区域内填充填料；在成型模具的外表面采用自动铺丝设备铺出蒙皮；在蒙皮的外表面覆盖一层工艺盖板；打真空袋并抽真空，然后加温加压，固化成型；冷却后，脱去壁板阳模成型模具，并抽出橡胶管，得到复合材料帽形加筋壁板。

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域复合材料构件的成型制造方法，更具体地，涉及一种基于铺丝技术的复合材料帽形加筋壁板的成型制造方法。

背景技术

复合材料帽形加筋壁板结构由帽形筋和蒙皮组成，具有较高的扭转稳定性和屈曲强度，因此被广泛应用于飞机结构上，比如机身壁板、压力舱等。采用高度机械化和数字化的自动铺丝技术制造复合材料帽形加筋壁板，具有制造效率高、产品质量一致性好、材料浪费量低等优点，特别适合制造筒形或其它复杂构件。

帽形加筋壁板按产品形式可分为泡沫加筋壁板和空心结构帽形加筋壁板。泡沫加筋壁板中泡沫加工难度大且易受损，同时增加结构重量。空心结构帽形加筋壁板的成型芯模包括金属芯模和橡胶芯模。使用金属芯模成型加筋壁板，金属芯模成本高、重量大，同时对于复杂曲率壁板无法脱模。使用橡胶芯模成型加筋壁板，实心橡胶芯模无法保证壁板共固化成型时帽形加筋壁板制件内部成型压力与外部固化压力相同，难以满足复合材料构件成型过程中的内部加压要求。空心橡胶芯模能保证帽形加筋壁板制件内部成型压力与外部固化压力相同，但是对于壁板采用带有帽形加筋槽的阳模铺制和蒙皮采用铺丝工艺制造的方案，空心橡胶芯模无法支撑铺丝头压力，易导致加筋壁板空心处的蒙皮下陷，无法保证正确外形。另外，模具在铺丝过程中绕轴旋转，为避免帽形加筋和芯模移动而影响蒙皮铺丝，芯模必须很好地固定在模具上。

因此，为了保证采用阳模制造时蒙皮铺丝作业能正常进行，且芯模能保证壁板固化时的成型压力，并实现芯模的顺利脱模，不增加结构重量，需要发展一种基于铺丝技术的复合材料帽形加筋壁板成型制造方法，以改进传统的工艺方法。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种基于铺丝技术的复合材料帽形加筋壁板的成型制造方法。

根据本发明，该成型制造方法包括以下步骤：

在壁板阳模成型模具的帽形加筋槽内表面涂敷脱模剂或者铺贴脱模布，然后再铺贴帽形加筋件或者放置固化好的帽形加筋件；

在所述帽形加筋件的凹槽内放置涂敷脱模剂或者缠绕脱模布的橡胶管，其中所述橡胶管内放置与其形状相适应的内部支撑件，所述内部支撑件和所述橡胶管之间放置两端开口的管状真空袋，并将带有内部支撑件的橡胶管固定到所述壁板阳模成型模具上；

在所述帽形加筋件的空区域内填充填料；

在所述壁板阳模成型模具的外表面采用自动铺丝设备铺出蒙皮；

在所述蒙皮的外表面覆盖一层工艺盖板；

打真空袋并抽真空，然后加温加压，固化成型；

冷却后，脱去所述壁板阳模成型模具，并抽出橡胶管，得到复合材料帽形加筋壁板。

其中，所述帽形加筋件的材料为碳纤维增强织物或玻璃纤维织物。

其中，所述帽形加筋件的材料为碳纤维增强单向带或玻璃纤维单向带。

其中，所述内部支撑件的材料为橡胶、金属、树脂、泡沫或木材。

其中，所述内部支撑件中间开圆孔，内置绳索或杆件，通过绑定或磁力进行固定。