[发明专利]一种C型梁复合材料成型工装及复合材料C型梁成型方法

说明书

本发明公开了一种C型梁复合材料成型工装及复合材料C型梁成型方法。该成型工装包括：阳模件，阳模件的两侧向内凹陷形成的内陷区；以及辅助盖板，该辅助盖板覆盖在所述阳模件的外侧；该阳模件的上侧端和两内陷区与所述辅助盖板形成放置预浸料制件的空腔。成型是，在阳模件涂覆复合材料制造用的脱模剂；按照工艺展开图预浸料并自动切割；在阳模件上采用剃层铺叠方式节预浸料铺叠形成预浸料制件；在预浸料制件外侧面放置导气材料；进行真空压实处理；将辅助盖板铺盖在阳模件周侧；采用真空袋压法工艺完成C型梁的固化。本技术制造的“C”型梁，R角区域、内部及表面质量、尺寸精度等达到完好的要求，辅助盖板可以重复利用多次，提高生产效率。

技术领域

本发明涉及复合材料成型工装和工艺技术领域，尤其是一种C型梁复合材料成型工装及复合材料C型梁成型方法。

背景技术

航空航天采用的碳纤维复合材料，其本身具有高的比模量、比强度以及可设计性等优势，近几年在我国航空航天及国防技术领域得到广泛的应用。在航空航天领域的零部件中，其中包括很多梁类零件，用于在盒段等部件中应用，增加盒段的整体强度和刚度。

复合材料“C”型梁是一种常用的复材零件结构形式，原常规制造工艺为普通阳模或阴模成型工装，由于梁缘条尺寸小，固化时缘条坯料在温度和压力的作用下，使靠近模具末端处的树脂极其容易流失，纤维也容易出现滑移，从而导致梁缘条靠近模具边缘处较薄，且缘条厚度也容易出现不均匀的现象，一般在R角处会比其他区域厚度偏薄7％—8％左右，且表面质量等远远超出工艺的要求，梁制造中合格率非常低，如图1所示，原始梁成型技术会造成大量的材料及制造成本的浪费。

因此，上述的技术问题需要一种新的技术来补充。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提出一种C型梁复合材料成型工装及复合材料C型梁成型方法，其目的在于解决现有航空航天复合材料“C”型梁成型R角偏薄、内部及表面质量缺陷的问题。

为了解决上述的技术问题，本发明提出的基本技术方案一方面为：一种C型梁复合材料成型工装，用于制备包括腹板和两缘边的C型梁，该成型工装包括：

阳模件，该阳模件的两侧向内凹陷形成厚度与C型梁的两条缘边厚度一致的内陷区；以及

辅助盖板，该辅助盖板覆盖在所述阳模件的外侧；

其中，该阳模件的上侧端和两内陷区与所述辅助盖板形成用于放置预浸料制件的空腔。

进一步的，每个内陷区的下端面为由内及外倾斜的斜面。

进一步的，所述辅助盖板由至少两层橡胶材料层形成的复合材料层结构。

进一步的，在至少两层橡胶材料层形成的复合材料层结构的内部设置一层碳纤维织物层。

进一步的，所述辅助盖板与阳模件配合时，该辅助盖板的边缘部分覆盖在阳模件的非内陷区的外侧面。

本发明的另一方面提出一种复合材料C型梁的成型方法，使用上述任一一种C型梁复合材料成型工装进行成型，具体步骤包括：

A、在阳模件涂覆复合材料制造用的脱模剂；

B、按照工艺图展开预浸料并自动切割；

C、在阳模件上采用递层铺叠方式将预浸料铺叠形成预浸料制件；

D、在预浸料制件外侧面放置导气材料；

E、进行真空压实处理；

F、将辅助盖板铺盖在阳模件周侧；

G、采用真空袋压法工艺完成C型梁的固化。

本发明的有益效果是：