[发明专利]一种利用内涨法成型模具制备复合材料管的方法

说明书

一种利用内涨法成型模具制备复合材料管的方法，属于航空复合材料成型领域。本发明的方法包括如下步骤：步骤一：金属芯模一与金属芯模二的连接；步骤二：硅胶芯模组件的构成；步骤三：复合材料铺层；步骤四：半成品放置在上模体和下模体的型腔内并预压实；步骤五：上模体和下模体的组合及固定；步骤六：上模体和下模体抽负压；步骤七：固化及脱模。采用本发明的方法成型，能够制出长度大于9m的复合材料管，由于成型难度大，目前为止，还未见报道。属于复合材料结构一体化成型技术。

技术领域

本发明属于航空复合材料成型领域，具体涉及一种利用内涨法成型模具制备复合材料管的方法。

背景技术

碳纤维复合材料，由于其比强度，比模量大、重量轻、耐腐蚀、抗疲劳，可设计性强等特点，在飞机上得到越来越广泛的应用。复合材料在飞机上的应用部位，已由非承力件及次承力件逐步发展到主承力部件，并向大型化、复杂化、整体化方向发展。先进复合材料的用量已成为体现飞机先进性的重要指标。

复合材料件通常采用真空袋法成型，复合材料管成型，由于外表面粗糙度要求较高，真空袋法直接成型满足不了外表面粗糙度要求，故而想寻求其它成型方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用内涨法成型模具制备复合材料管的方法，本发明解决了外表面精度要求高的复合材料管成型难的问题。

本发明的内涨法成型，通过往金属芯模内注入压缩空气，使套在金属芯模外的硅胶气囊膨胀，继而压实复合材料铺层；为了达到外表面粗糙度要求，在铺贴完复合材料铺层后，将其放入下模体的型腔内，合上上模体，上模体和下模体之间用密封条密封；上模体和下模体两端采用真空袋密封，确保上模体和下模体气密，不漏气。再推入热压罐，接通管路，按工艺参数升温、升压。采用此种方法成型，能够制出长度大于9m的复合材料管，由于成型难度大，目前为止，还未见报道。属于复合材料结构一体化成型技术。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种利用内涨法成型模具制备复合材料管的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一：金属芯模一与金属芯模二的连接；金属芯模一和金属芯模二均为金属圆管，且外管径相同，将金属芯模一一端设置的锥型连接凸台与金属芯模二一端设有的锥孔相配合，并且将金属芯模一的锥型连接凸台外壁上设有的挡槽一与金属芯模二所述一端设有的挡槽二正对设置并嵌入挡键，金属芯模一另一端设有充气孔，金属芯模二另一端连接有端盖，金属芯模一及金属芯模二的侧壁上均设有数个通气孔；

步骤二：硅胶芯模组件的构成；将硅胶气囊套入金属芯模一和金属芯模二上构成硅胶芯模组件；为便于硅胶气囊套入和脱模，在套入硅胶气囊前，在金属芯模一及金属芯模二外表面以及硅胶气囊内表面均匀涂抹滑石粉；

步骤三：复合材料铺层；将硅胶芯模组件放到工作架上，之后，移入净化间，在环境温湿度条件达到要求时，在硅胶气囊外表面按要求铺贴多组复合材料铺层，每组复合材料铺层的铺层顺序为0°、45°、90°、-45°，每铺贴完一组复合材料铺层，在该组复合材料铺层外表面糊制真空袋并抽负压-0.06～-0.1MPa，保压5-20min进行预压实，在进行下一组复合材料铺层前，拆下真空袋，然后进行下一组复合材料铺层，直至铺层完毕制成半成品；

步骤四：半成品放置在上模体和下模体的型腔内并预压实；将所述半成品放置在所述下模体的型腔内，之后合上所述上模体，用数个螺栓将上模体和下模体紧固连接后为入热压罐前的最后一次预压实；

步骤五：上模体和下模体的组合及固定；打开上模体和下模体，在下模体上端面设有的密封槽内装入密封胶条，然后组合上模体，上模体和下模体用定位销定位，用数个螺栓锁紧固定；用两个卡箍将硅胶气囊两端与金属芯模一以及金属芯模二上的端盖卡紧，不漏气，并且通过金属芯模一的锥型连接凸台和端盖上设有的挡台，限制硅胶气囊在充压缩空气时移动；