[发明专利]一种复合材料叠层的单隔膜预成型方法

说明书

本发明属于复合材料制造技术领域，涉及一种复合材料叠层的单隔膜预成型方法，包含以下步骤：硅橡胶膜[1]悬挂于真空工作平台[4]上方，在真空工作平台[4]中心位置上放置产品成型工装[3]和复合材料平板叠层[5]；将辅助支撑装置[2]放置在产品成型工装[3]两侧；后加热升温，将复合材料平板叠层[5]温度升高至55‑80℃；温度达到平衡后，开始施加真空压力；本发明提出了采用辅助支撑装置平衡复合材料平板叠层在预成型过程中收到的法向压力，能够有效的防止铺层褶皱的产生，针对较高的成型工装及产品有良好的适用性。根据硅橡胶的自身弹性及重量经计算可实现精确加压控制。

技术领域

本发明属于复合材料制造技术，涉及一种复合材料叠层的单隔膜预成型方法。

背景技术

传统的复合材料制造工艺是采用手工铺贴的方式在相应的成型工装上完成铺贴，然后糊制真空袋封装，再进入热压罐进行固化。随着复合材料在飞机结构件中的大量应用及构件日趋大型化、复杂化，传统的预浸料/热压罐工艺因其采用手工铺叠而存在生产效率低、成型质量不稳定等问题限制了复合材料应用的发展，进而使得复合材料制件的自动铺带技术迅速发展。但由于自动铺带机的限制，其无法进行曲率较大构件的制造。为了将自动铺带技术应用于复杂构型复合材料结构件的制造中，专利CN106142587B公开了一种复合材料双袋热隔膜预成型方法：该方法采用的隔膜袋为一次性产品，每次进行预成型前需要在整个预成型设备上铺放两层隔膜袋，且隔膜袋必须保持张紧状态。操作繁琐，材料浪费严重；由于隔膜袋为塑料薄膜，在预成型过程中爆袋风险较大；由于预浸料铺层封装于双隔膜袋内，其与预成型工装的关系难以精确保证，且完成后的预成型体需进行二次转移，定位到成型工装上，可能存在误差累积定位不精确及预成型体撕扯变形问题。

发明内容

本发明的目的是：提供一种复合材料叠层的预成型方法，以解决在目前技术中存在的操作繁琐、成本高昂以及质量不稳定的技术问题。

为解决此技术问题，本发明的技术方案是：

一种复合材料叠层的单隔膜预成型方法，所述的复合材料叠层的单隔膜预成型方法包含以下步骤：

步骤一、硅橡胶膜1悬挂于真空工作平台4上方，在真空工作平台4中心位置上放置产品成型工装3和复合材料平板叠层5；将辅助支撑装置2放置在产品成型工装3两侧；

步骤二、加热升温，将复合材料平板叠层5温度升高至55-80℃；

步骤三、温度达到平衡后，开始施加真空压力；

步骤四、降温、卸压，完成预成型。

所述成型工装3与辅助支撑装置2任意位置的间距、辅助支撑装置2的高度，成型工装3的高度，三者应满足如下关系：

h+0.4L＜H≤2L，L为成型工装3与辅助支撑装置2任意位置的间距、H为辅助支撑装置2的高度、h为成型工装3的高度。

其中间距L为单侧所述辅助支撑装置2与产品成型工装3相对表面任意位置间距，成型工装3两侧间距L可根据预成型零件折弯尺寸及工作台面宽度视情况调整，不必保证完全相同，但对应的H及h应满足以上关系要求，该要求同样适用于非对称(只有单侧)预成型的产品。

步骤一中所述复合材料平板叠层5按定位块或工装定位在成型工装3上，在复合材料平板叠层5上覆盖隔离薄膜，并在复合材料平板叠层5的边缘余量区放置温度监控热电偶。

优选地，步骤一还包含工装预热的操作。如工装热惯性较大，升温较困难可先预热工装后再进行预成型操作。

步骤二加热升温后保温至少5min。

步骤三具体操作为：加压至真空压力为-50到-80kp，停止加压保持压力至少5min。复合材料平板叠层5在硅橡胶膜1的作用下开始发生弯折。直至硅橡胶膜1完全包覆复合材料平板叠层5。