[发明专利]一体成型加筋结构件的制造方法

说明书

本发明公开了一种一体成型加筋结构件的制造方法，包括：在玻璃平板模具和盒形芯模上分别铺贴若干层预浸料，并进行预压实，得到蒙皮预成型体与盒形预成型体；将蒙皮预成型体和盒形预成型体组装，并放置在成型模具中；向成型模具内注射树脂；树脂固化结束后，将制件脱模。本发明采用预浸料制备预成型体，铺贴过程中，可通过真空预压实减少层与层之间的气泡，降低孔隙率，提高制件的内部质量。本发明采用浸渍完全的预浸料进行铺层，消除了注射时发生干斑的风险，成功率可达100%。

技术领域

本发明涉及一种一体成型加筋结构件的制造方法，属于复合材料成型方法技术领域。

背景技术

碳纤维增强树脂基复合材料加筋结构件的制造方法多采用真空导入、热压罐的成型工艺，且分别成型蒙皮及加强筋，通过胶接或铆接的方式制造而成。目前国内外现有的一体化成型工艺方法主要以液体成型工艺（包括VARI、RTM、Co-RTM）和热压罐成型工艺为主，液体成型工艺与传统模压、热压罐成型工艺相比，成本大幅下降，且有利于减重。液体成型工艺也存在一定的局限性，比如VARI成型工艺目前主要应用于次承力结构，RTM成型工艺只能采用碳纤维织物进行制造，且不能应用增韧环氧树脂。利用传统RTM和VARI成型工艺制造方法，制件存在干纱及干斑的风险，成功率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种一体成型加筋结构件的制造方法，将浸渍完全的预浸料制备预制体，可有效避干纱及干斑的风险，合格率明显提高。

为解决上述技术问题，本发明提供一种一体成型加筋结构件的制造方法，包括：

在玻璃平板模具和盒形芯模上分别铺贴若干层裁剪好形状的预浸料，并进行预压实，得到蒙皮预成型体与盒形预成型体；

将蒙皮预成型体和盒形预成型体组装，并放置在成型模具型腔中；

向成型模具内注射树脂；

树脂固化结束后，将制件脱模。

进一步地，所述成型模具内设有注胶流道，所述注胶流道包括一级流道和二级流道，注胶口与出胶口均与一级流道相连通，所述一级流道与二级流道相连通。其中，一级流道深度为1～3 mm，二级流道深度为0.1～1 mm，一级流道与二级流道的宽度均为15～35mm，一级流道比二级流道短10～25 mm。

进一步地，所述蒙皮预成型体的四周边缘与成型模具型腔的间隙为2～4 mm。

进一步地，所述预压实包括：首层预浸料铺贴后进行预压实，然后每2～5层进行真空预压实，预压实真空度不低于600 mbar，时间不低于5 min；预成型体铺贴完成后进行真空热预压，温度为60±5℃，时间为30～60min，真空度为920 mbar以上。

进一步地，向成型模具内注射树脂的方法包括：进行气密性检查后，将注胶口与注胶机连接，将出胶口与真空站连接，模具预热至100～120℃后开始注射树脂，注射压力为1～10 bar，直至有树脂从出胶口依次流出，关闭注胶口，结束注胶。

进一步地，所述成型模具预热时间为50～70 min，成型模具预热过程中，成型模具型腔保持真空，成型模具型腔真空度不低于920 mbar。

进一步地，所述树脂预热至50～90℃，且在真空下脱泡至少15 min。

进一步地，所述树脂固化的方法包括：采用烘箱固化，以0.1～3℃/min升温至140±10℃，在140±10℃下保温2～3h后，再以0.1～3℃/min升温至180±10℃，在180±10℃下保温1～2h。

进一步地，在固化过程中，保持压力为6～10 bar，保压时间为2～3h。

进一步地，所述脱模的方法包括：固化结束后打开固化炉自然降温至60℃以下，按照与合模顺序相反的顺序将制件脱出。