[发明专利]一种碳纤维复合材料模具表面成型性能筛选方法

权利要求书

1.一种碳纤维复合材料模具表面成型性能筛选方法，其特征在于步骤如下：

(1)：采用数控机床将母模按照抛物面方程加工出一定型面精度和表面粗糙度的成型表面；

(2)：采用模具预浸料在步骤一的母模表面进行铺放，在预浸料铺放过程中，根据模具预浸料树脂体系的预压制度，对预浸料进行预压处理；预浸料铺放完成后，根据模具预浸料树脂体系的固化制度，在热压罐或烘箱中完成复合材料模具的固化成型；

(3)：复合材料模具在母模上完成步骤二的固化成型后，将复合材料模具在母模上脱出，保证复合材料模具脱模过程无分层开裂损伤，脱模完成后对复合材料模具在能承受的高低温温度范围内进行冷热循环处理，然后对模具成型面采用三坐标测量机进行测量，获取产品型面的点云信息，即高低点坐标值，并对点云分布情况进行拟合处理，将满足模具型面精度阈值的点确定为低点，其余点确定为高点，得到点云信息；将高点区域的点云信息传递给数控磨抛加工系统；

(4)：数控磨抛加工系统根据收到的点云信息生成数控加工程序，磨具按照程序设定的运行轨迹对高点材料进行去除，待型面精度收敛到模具型面精度阈值后，采用抛光设备依据型面最终精度要求进行循环抛光，即抛光一次测量一次，直至收敛到目标型面精度；

(5)：待复材模具成型表面收敛到要求的型面精度后，采用三维测量方法对其成型表面的性能进行综合评估；对综合评估后成型表面综合性能不符合要求的复合材料模具，采用封孔剂修复局部微孔缺陷，然后采用机械抛光方法进行模具局部修整，使其满足天线产品成型要求；综合评估后满足要求的复合材料成型模具直接用于复合材料天线反射器的成型。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料模具表面成型性能筛选方法，其特征在于：所述步骤(1)中一定型面精度和表面粗糙度具体为：型面精度满足RMS0.5，表面粗糙度满足3.2μm。

3.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料模具表面成型性能筛选方法，其特征在于：所述步骤(2)中进行铺放的具体过程为：设置预浸料铺放角度和层数，进行对称铺层单元为[0°/±45°/90°]S，即根据复合材料模具的厚度分成若干铺层单元，每个铺层单元的预浸料依次铺放顺序为0°铺层、+45°铺层、-45°铺层、90°铺层、90°铺层、-45°铺层、+45°铺层、0°铺层。

4.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料模具表面成型性能筛选方法，其特征在于：所述步骤(2)中进行预压处理过程中，保证升降温速率为(0.5℃～1℃)/min，最大温差控制在5℃，预压压力控制精度为0.05MPa。

5.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料模具表面成型性能筛选方法，其特征在于：所述步骤(2)中进行冷热循环处理时，升降温速率为(1℃～2℃)/min，循环次数为7次。

6.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料模具表面成型性能筛选方法，其特征在于：所述步骤(2)中进行复合材料模具的固化成型时，保证升降温速率为(0.5℃～1℃)/min，最大温差控制在5℃，固化压力控制精度为0.05MPa。

7.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料模具表面成型性能筛选方法，其特征在于：所述步骤(3)中进行冷热循环处理时，升降温速率为(1℃～2℃)/min，循环次数为7次。

8.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料模具表面成型性能筛选方法，其特征在于：所述模具型面精度阈值为RMS0.1mm。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种碳纤维复合材料模具表面成型性能筛选方法，其特征在于：所述评估的要素包括型面精度、表面光洁度和局部微孔缺陷，对应的值分别为包括表面粗糙度Ra值、均方根误差RMS值以及局部微孔最大直径值。

10.根据权利要求9所述的一种碳纤维复合材料模具表面成型性能筛选方法，其特征在于：所述步骤五的具体评估方法如下：

(5.1)测量磨抛加工后的表面性能，包括表面粗糙度Ra值、均方根误差RMS值以及局部微孔最大直径值；

(5.2)对步骤(5.1)得到的三项指标进行综合评估，其中均方根误差值在目标值以下的，该项得分为3，否则为0；表面粗糙度值在目标值以下的，该项得分为1，否则得分为0.5；局部微孔最大直径值在0.5mm以下的，得分为1，否则得分为0.5；

(5.3)对三项评估得分进行求和处理，其中总分4.5分以上的直接用于产品研制，总分低于4.5分的，模具表面则需要重新进行磨抛加工处理。