[发明专利]HSM工艺在机翼成型中的应用及其机翼的成型方法

说明书

本发明公开了HSM工艺在机翼成型中的应用及其机翼的成型方法，具体应用步骤为，根据机翼形状尺寸裁切芯材型高能胶、包覆型高能胶、纤维预浸布；用包覆型高能胶包裹芯材型高能胶，然后在其外包裹纤维预浸布；将所得预型好的制品，放入机翼模具合模盖紧，对模具进行加热，在加热程序作用下进行高能胶HSM成型，同时纤维预浸布高温固化，机翼成型完成；冷却脱模开模取出机翼即可。制备得到轻质高强和光滑富有流线型的机翼制品，成本降低，可批量连续化生产，极大提高产能。

技术领域

本发明涉及纤维复材成型领域，尤其涉及HSM工艺在机翼成型中的应用及其机翼的成型方法。

背景技术

机翼的主要功用是产生升力，以支持飞机在空中飞行；同时也起一定的稳定和操纵作用，是飞机必不可少的部件。机翼是不对称的，机翼顶部弯曲，而底部相对较平。根据流体力学的基本原理，流动慢的大气压强较大，而流动快的大气压强较小，这样机翼下表面的压强就比上表面的压强高，换一句话说，就是大气施加与机翼下表面的压力(方向向上)比施加于机翼上表面的压力(方向向下)大，二者的压力差便形成了飞机的升力。

目前传统纤维复材机翼的成型方式有三种：

第一种是手糊工艺，设备投入少，制品外观优良，但也存在如下问题：1、溶剂挥发污染环境危害健康；2、纤维材料层间结合力不佳，制品强度不够高；3、制程工序较长。

第二种是树脂传递模塑(Resin Transfer Moulding,简称RTM)是将树脂注入到闭合模具中浸润增强材料并固化的工艺方法，克服了溶剂挥发对环境的影响，该工艺目前也存在问题：1、纤维材料层间结合力不佳，制品强度不够高；2、需要模具和设备的投入。

第三种是模压成型工艺，该工艺可以很好的提高制品的层间结合力获得高强度制品，不足之处是：1、在成型过程中需要中间加预型的芯材，通常采用巴沙木或者PU块材；2、芯材的预型需要额外的投入增加工序和成本；3、PU块芯材存在后加温会收缩的问题，影响制品强度；4、制品外观不良率较高。

第四种是风管内充气模压成型，制品预型时包覆有风管，在模压成型过程中对风管进行内充气，从而使制品充满模腔，树脂固化后，开模获得制品，该工艺存在一个难以克服的问题，由于风管会漏气，存在2%-5%的不良品，另外制品的外观的不良率也较高，需要通过修补的工艺来弥补，增加成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种HSM工艺在机翼成型中的应用及其轻质高强，光滑富有流线型的机翼成型方法，该成型方法可减少纤维材料的使用，降低成本，批量连续化生产。

为实现上述目的， 本发明提供HSM热自膨胀成型工艺在机翼成型中的应用。

进一步，方法为，

裁切：根据机翼形状尺寸裁切芯材型高能胶、包覆型高能胶、纤维预浸布；

卷制品预型：用包覆型高能胶包裹芯材型高能胶，然后在其外包裹纤维预浸布；

入模成型：将所得预型好的制品，放入机翼模具合模盖紧，对模具进行加热使纤维预浸布高温固化，在加热程序作用下进行高能胶HSM成型，机翼成型完成；

冷却脱模：对成型好的模具进行冷却操作，冷却至合理温度，开模取出机翼。

进一步，所述芯材型高能胶是指在一定温度范围内启动膨胀的热固性膨胀复合片材，膨胀后起到芯材填充支撑，提高机翼强度的效果，启动膨胀温度60-230℃，膨胀前后体积倍率1-50倍，膨胀后产生的压力范围0.1-20MPa；芯材型高能胶在启动膨胀温度下会体积膨胀，产生由里向外的压力，由于外在模具的限制，会根据模具形状固化成型。