[发明专利]高精度外表面的变截面中空结构复合材料零件成型方法

说明书

本发明涉及树脂基纤维增强复合材料预浸料热压罐成型技术领域，具体涉及高精度外表面的变截面中空结构复合材料零件成型方法，采用成型芯模和成型阴模；成型芯模包括软模和水溶性芯部，水溶性芯部位于软模形成的空间中；成型阴模包括第一阴模模体和第二阴模模体，第一阴模模体与第二阴模模体可拆卸地相连；成型方法包括以下步骤：在软模表面铺贴复合材料预浸料；密封复合材料预浸料，去除水溶性芯部；将软模、复合材料预浸料置于成型阴模中，固化复合材料预浸料；拆开第一阴模模体和第二阴模模体，去除软模。本发明提供的成型方法的脱模过程简单，且对水溶性芯部的质量要求相对较低，成本低。

技术领域

本发明涉及树脂基纤维增强复合材料预浸料热压罐成型技术领域，特别是 一种高精度外表面的变截面中空结构复合材料零件成型方法。

背景技术

复合材料由于其质量轻、比强度和比刚度高、可设计性强等特点，在航空 航天飞行器结构件领域的应用日益广泛；但异形中空回转体结构复合材料零件 的制造一直是个难题，如S形变截面的航空发动机进气道；该类型结构零件成 型时通常选择表面质量及精度要求高的一面作为与模具贴合的面，简称贴模面。 当零件外形面为贴模面时，可选用组合式阴模，以便于后续脱模，但如果零件 截面小，无复合材料预浸料铺叠空间时，则不能直接在阴模上铺叠和成型，必 须在阳模上铺叠后将零件从阳模上脱下并转移至阴模上固化，此时未固化的零 件坯料从阳模上脱模较为困难。为达到顺利成型零件的目的，必须设计一种便 于脱模的芯模。目前常常采用的芯模方式如下：

1)金属组合式芯模，芯模装配关系多，配合面精度高，加工难度大，成本 高，且无法保证模具的整体气密性，在固化过程中易出现真空泄露等问题；当 形状较为复杂时，金属组合式型模加工无法实现；

2)水溶性芯模：水溶性芯模分为两种，一种为浇筑式芯模，即在型腔中浇 筑特殊水溶性材质材料固化后得到芯模，该类芯模内部质量和外部质量要求高， 不能有孔洞，材料昂贵，芯模制造成本高；另一种芯模通过在型腔中浇筑成立 方体或圆柱体，然后通过数控加工方式得到芯模型面，该类芯模内部质量和外 部质量要求高，不能有孔洞，且要求材料可切削，同样材料昂贵，芯模制造成 本高；

水溶性芯模只有在零件完全固化后才能通过水溶去除，仅能用于阳模成型， 不适用于外形面表面质量和精度要求高的变截面异形中空回转体结构复合材料 零件成型。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种高精度外表 面的变截面中空结构复合材料零件成型方法，其适用于外型面为贴膜面的变截 面中空结构的复合材料零件成型，脱模方便、成本低。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

高精度外表面的变截面中空结构复合材料零件成型方法，采用成型芯模和 成型阴模；成型芯模包括软模和水溶性芯部，水溶性芯部位于软模形成的空间 中；成型阴模包括第一阴模模体和第二阴模模体，第一阴模模体与第二阴模模 体可拆卸地相连；成型方法包括以下步骤：在软模表面铺贴复合材料预浸料； 密封复合材料预浸料，去除水溶性芯部；将软模、复合材料预浸料置于成型阴 模中，固化复合材料预浸料；拆开第一阴模模体和第二阴模模体，去除软模。

本发明提供的成型方法采用了上述的成型芯模，其中成型芯模包括了软模 和水溶性芯部。软模部分用于与复合材料贴合，从而能够提供较高的表面质量， 水溶性芯部用于支撑软模，使软模具有预设的形状，使得成型芯模的成本低。 在复合材料零件的加工中，先去除水溶性芯部，再使软模发生变形，即可去掉 软模。而成型阴模部分，则通过分体式的阴模结构实现脱模。可知，本发明提 供的成型方法的脱模过程简单，且对水溶性芯部的质量要求相对较低，成本低。