[发明专利]一种复合材料多梁盒段共固化精确成型工艺

说明书

本发明属于复合材料热压罐成型工艺技术领域，具体涉及一种复合材料多梁盒段共固化精确成型工艺，包括如下步骤：梁模具组件的制作步骤、梁坯料的制作步骤、梁模具组件与梁坯料的组装步骤、蒙皮模具组件及蒙皮坯料的制作步骤、梁模具组件及梁坯料与蒙皮模具组件及蒙皮坯料的组装步骤。该成型工艺在现有的多次固化再装配工艺的基础上，实现一次共固化精确成型，并能够保障成型质量。本发明的有益效果是：实现了上壁板成型模与下壁板成型模精确定位，保证上、下壁板成型模的平行度和盒段的高度。还能够保证梁板零件在组装和固化过程中的精确定位，从而保证零件的厚度和轴线度。工艺操作简单，缩短了制造周期，降低了制造成本，达到了减重效果。

技术领域

本发明属于复合材料热压罐成型工艺技术领域，具体地，涉及一种复合材料多梁盒段共固化精确成型工艺。

背景技术

热压罐(Hot Air Autoelave或简写Atitoelave)是一种针对聚合物基复合材料成型工艺特点的工艺设备，使用这种设备进行成型工艺的方法叫热压罐成型法。热压罐成型法是制造连续纤维增强热固性复合材料制件的主要方法，目前广泛应用于先进复合材料结构、蜂窝夹层结构及金属或复合材料胶接结构的成型。材料成型时，利用热压罐内同时提供的均匀温度和均布压力而固化，所以可得到表面与内部质量高，形状复杂，面积巨大的复合材料制件。

热压罐成型法是目前国内外广泛采用的工艺方法之一，主要用于大尺寸、外形较复杂的航空、航天FRP构件的制造，如蒙皮件、梁、框、各种壁板件、地板及整流罩。热压罐成型法的基本原理是：将预浸料按铺层要求铺放于模具上，并密封在真空袋中后放入热压罐中，经过热压罐设备加温、加压，完成材料固化反应，使预浸料坯件成为所需形状和满足质量要求的构件的工艺方法。

碳纤维增强树脂基复合材料具有比强度和比模量高以及可设计性强和易于整体成型等优势，因此在航空领域有广泛应用，尤其是在民用飞机方面。复合材料成型技术很多，预浸料-热压罐工艺以其优异的产品质量占据着重要位置，有共固化，共胶结，二次胶结等方式。

目前在国内外军民机项目中所采用的复合材料盒段结构件通常采用以下几种方式制造：

1、复合材料蒙皮与梁零件单独制造后通过装配连接成盒段；

2、RTM工艺；

3、橡胶气囊成型工艺。

以上三种工艺方法中，第1种方法采用胶接工装，盒段的蒙皮与梁零件定位误差大，不能保证梁高度和上下蒙皮的平行度，而且制造周期长，成本大。第2种方法和第3种方法为整体共固化精确成型，虽然缩短了周期，降低了成本，但是无法保证零件的成型质量。第2种方法对树脂流动性要求很高，只能适用于特定的树脂体系，并且成型的制件树脂含胶量较高且不稳定，不能用于飞机的承力盒段结构。第3种方法采用橡胶气囊膨胀加压，由于气囊在型腔内，导致整个制件和模具的温度均匀性较差，且存在橡胶老化、膨胀量计算困难等问题，容易造成加压不均，从而引起位置偏移、弯曲变形等问题，整体盒段质量得不到保障。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的成型质量差的问题，提供一种复合材料多梁盒段共固化精确成型工艺；该成型工艺在现有的多次固化再装配工艺的基础上，实现多梁盒段一次共固化精确成型，并能够保障成型质量。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种复合材料多梁盒段共固化精确成型工艺，包括如下步骤：

A、梁模具组件的制作步骤：

A1、制作一个梁所在位置的型板为刚性，其余位置的型板为柔性的外侧梁模，并在所述刚性型板上刻画中线；

A2、制作至少一个内侧梁模，所述内侧梁模有且仅有一个梁所在位置的型板为刚性，其余位置的型板为柔性，并在所述刚性型板上刻画中线；