[发明专利]碳纤维复合材料多墙结构的成型方法

说明书

本发明公开了一种碳纤维复合材料多墙结构的成型方法，所述多墙结构采用热压罐一体成型，具体步骤包括：（1）根据所述多墙结构的产品结构设计若干个铺层组，所述铺层组作为整体进行铺设，根据设计顺序依次进行铺层组的铺设，每个所述铺层组的铺设采用碳纤维预浸料进行多层铺贴；（2）在铺贴完成的制件上依次放置真空成型辅助材料，使用密封胶条进行密封，连接真空系统，进行热压罐成型。本发明碳纤维复合材料多墙结构的成型方法，采用一体成型的方式，提高结构的整体性，保证内部多墙位置的精准性，减少零件数量、减少装配所需的金属标准件，避免由于装配连接导致的一些缺陷，实现碳纤维复合材料多墙结构轻质高强的优异性能。

技术领域

本发明涉及碳纤维复合材料成型工艺领域，特别是涉及一种碳纤维复合材料多墙结构的成型方法。

背景技术

航空航天领域对结构减重、结构轻量化、结构一体化的要求越来越高，碳纤维具有质量轻、比强度高、比模量高、可设计性等优异的性能，碳纤维复合材料的性能优势以及复合材料成型工艺技术的快速发展使得碳纤维复合材料在航空航天领域的应用越来越广泛，先进复合材料在飞机结构上的占比已经成为飞机技术先进程度和市场竞争力的关键评价标准。

多墙式蒙皮结构是飞机复合材料设计中常用的构件单元，现有的复合材料成型技术中，复合材料多墙式蒙皮结构通常是通过二次胶结，或者二次共固化，或者胶结，或者铆接将墙体与壁板连接。第一，二次成型使得产品的零件数量及成型零件的模具增多；第二，二次成型中的墙体结构需要制造成“工”字形、“J”字形、“Z”字形、“C”字形等结构，连接区需要增加零件的重量；第三，二次成型中的墙体需要制造相应的定位工装将墙体与壁板连接用来保证墙体位置的准确性；第四，由于零件数量的增多，装配的工作量增大，装配使用的胶和铆钉还会增加整体结构的重量；第五，由于成型模具、定位工装、装配工作量等的增加，成本也会相应的增加。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种碳纤维复合材料多墙结构的成型方法，采用一体成型的方式，能够提高结构的整体性，保证内部多墙位置的精准性。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种碳纤维复合材料多墙结构的成型方法，所述多墙结构采用热压罐一体成型，具体步骤包括：

（1）根据所述多墙结构的产品结构设计若干个铺层组，所述铺层组作为整体进行铺设，根据设计顺序依次进行铺层组的铺设，每个所述铺层组的铺设采用碳纤维预浸料进行多层铺贴；

（2）在铺贴完成的制件上依次放置真空成型辅助材料，使用密封胶条进行密封，连接真空系统，进行热压罐成型。

在本发明一个较佳实施例中，所述真空成型辅助材料包括依次放置在所述制件上的可剥离布、无孔隔离膜、透气毡和真空袋膜。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（2）中，需保证真空袋内真空度不大于-950mbar，并进行真空度检测，5min压降不大于30mbar。

在本发明一个较佳实施例中，在预浸料铺贴过程中，首层进行预压实，其后每三层进行一次预压实，预压实真空度不大于-920mbar,预压实时间不小于15min。

在本发明一个较佳实施例中，相邻两铺层组相接触的夹角处存在三角孔隙区，所述三角孔隙区填充单向碳纤维预浸料。

在本发明一个较佳实施例中，所述单向碳纤维预浸料为碳纤维小圆棒，

在本发明一个较佳实施例中，所述碳纤维小圆棒的直径范围为φ1—5mm，根据夹角半径选取。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（1）中，根据产品结构使用Catia及CAD软件将产品铺层设计为若干个铺层组。