[发明专利]一种蜂窝夹芯结构复合材料表面共固化成型工艺方法

说明书

本发明公开了一种蜂窝夹芯结构复合材料表面共固化成型工艺方法；采用CATIA三维软件设计模具，并加工产品阴模和辅助碳纤维匀压板，工装型面与产品外形尺寸一致。模具采用框架焊接结构，模具型面粗糙度1.6，通过数控加工成形，保证产品外形的精度。操作时在阴模铺贴外蒙皮预浸料，控制角度误差小于等于3°；进行铺贴胶膜放置蜂窝芯，并进行抽真空预压实。上面板铺贴完成后，放置无孔隔离膜并保证隔离膜平整；放置辅助碳纤维匀压板，透气毡，真空袋，预埋热电偶。采用匀压板通过蜂窝夹芯结构的共固化成型工艺，固化过程中压力能均匀传递，内外表面质量光滑，缩短结构制造周期，避免碳纤维蜂窝夹芯结构在共固化过程中的表面缺陷。

技术领域

本发明涉及航空工业碳纤维复合材料蜂窝夹芯结构成型技术，具体地说，涉及一种改善蜂窝夹芯结构表面塌陷的共固化成型工艺方法。

背景技术

先进碳纤维复合材料具有高的比强度、比模量，可设计性强的特点。由于轻量化设计的要求，越来越多的航空飞行器采用复合材料设计。合理的设计，可以大幅度减轻结构重量，提高机体的综合性能，增加任务载荷，提高续航时间等。蜂窝夹芯结构设计不仅可以减轻重量，又能提高结构的刚性。蜂窝夹芯结构一般采用内外蒙皮面板与蜂窝芯子二次胶接的方式，也有采用内外蒙皮与蜂窝芯子一次成型，热压罐共固化的方式制造成型，然而蜂窝芯子的非工装面蒙皮，在固化压力作用下会在表面形成很多小凹坑，影响产品质量。

发明专利CN 103935050 A“一种防止厚蜂窝滑移塌陷的夹芯结构成型工艺方法”，采用减小蜂窝楔形角度和内部强化、固定蜂窝的整体固化工艺方法，防止厚蜂窝滑移塌陷的成型方法。但是不能够改善产品的表面质量，而且仅仅对厚蜂窝有效。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种蜂窝夹芯结构复合材料表面共固化成型工艺方法；采用增加辅助碳纤维匀压板，通过蜂窝夹芯结构的共固化成型工艺，固化过程中压力能均匀传递，内外表面质量光滑，缩短结构制造周期，避免碳纤维蜂窝夹芯结构在共固化过程中表面缺陷问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种蜂窝夹芯结构复合材料表面共固化成型工艺方法，其特征在于包括以下步骤:

步骤1.外主体阴模设计与制造；采用CATIA三维软件设计模具，加工产品阴模，工装型面与产品外形尺寸一致；采用框架焊接结构，模具型面粗糙度1.6，通过数控加工成形，保证产品外形的精度；

步骤2.设计制造辅助复合材料匀压板；采用三维软件设计，工装型面与产品内形尺寸一致，且在工装产品表面保留80mm真空气嘴区域；模具材料为Q235钢，模具型面粗糙度1.6，通过数控加工成形；将模具表面清理干净并涂敷脱模剂，铺贴四层玻璃布预浸料，在烘箱中固化，获得所需要的复合材料匀压板；

步骤3.成型；在阴模铺贴外蒙皮预浸料，控制角度误差小于等于3°；进行抽真空预压实，铺贴一层胶膜，放置蜂窝芯，并进行抽真空预压实；铺贴内蒙皮预浸料，控制角度误差小于等于3°；在净化间操作，环境温度为18～28℃，湿度≤65％，每升小于10微米的颗粒数≤50个，预压实压力不小于0.08MPa，时间为15分钟；

步骤4.热压罐固化；上面板铺贴完成后，放置一层无孔隔离膜，保证隔离膜平整无褶皱并放置复合材料匀压板，透气毡，真空袋，预埋热电偶，并保证气密性；

步骤5.外形加工；按照产品表面的模具印痕线，将余边进行加工清除，获得内外表面平整的复合材料共固化结构。

有益效果