[发明专利]一种方型等截面大尺寸复合材料箱体成型方法

说明书

本发明公开了一种方型等截面大尺寸复合材料箱体成型方法，包括以下步骤：1）准备预浸料、胶膜；2）准备金属模具；3）剪裁预浸料；4）按照既定铺层顺序；5）放胶膜；6）R角压模；7）脱模环筋的缠绕；8）打真空袋进罐固化，在模具两边各排布2~3个抽真空的位置，确保零件的真空状态，在模具的内腔和外部均埋上热电偶，监控箱体固化的温度；9）外部加压，同时保证箱体的气密和内部、外观质量，选择外压，温度由所选择的预浸料树脂体系决定；10）复合材料箱体的脱模；11）复合材料箱体经脱模工序后，表面修整干净后，完成箱体成型，本发明解决了复合材料箱体本身气密性的问题；提高箱体内部质量。

技术领域

本发明涉及一种复合材料箱体，特别涉及一种复合材料箱体成型方法。

背景技术

传统的方型等截面大尺寸复合材料箱体的成型工艺有手糊工艺以及湿法缠绕工艺等。手糊工艺生产效率低、劳动强度大，劳动卫生条件较差，产品质量不易控制、性能稳定性不高，产品力学性能较低。湿法缠绕工艺是将无捻粗纱浸渍树脂胶液后直接缠绕到芯模上，由于纤维纱浸胶后马上缠绕，纱片质量不易控制和检验。同时胶液中存在大量溶剂，固化时易产生气泡，缠绕过程中张力也不易控制，对于方形截面的复材箱体来说，容易存在侧面加不上张力的情况。对浸胶辊、张力辊等需要经常维护洗刷，效率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种方型等截面大尺寸复合材料箱体成型方法，解决复合材料箱体本身气密性的问题；提高箱体内部质量，降低孔隙率；提高箱体力学性能强度；解决表面质量问题，且无需机加，降低成本。

本发明的目的是这样实现的：一种方型等截面大尺寸复合材料箱体成型方法，包括以下步骤：

步骤1）准备预浸料、胶膜，从冷库中取出单向预浸料、平纹预浸料以及胶膜，室温条件下冷却，待用；

步骤2）准备金属模具，将模具表面清理干净；

步骤3）根据箱体使用的实际工况，使用Abaqus等强度计算软件计算出满足箱体使用工况的预浸料铺层顺序，为[45/-45/90/-45/0/45/90/45/0/90]s；按此铺层顺序，剪裁预浸料，使用自动裁布机将铺层所需的各个角度的预浸料料片剪裁好待用；

步骤4）按照既定铺层顺序，将预浸料铺贴在模具上，预浸料的铺叠采用环向对接的形式，依据复材预先设计的原则，同方向、同角度铺层；

步骤5）放胶膜，在第1层和第3层铺层结束后放入胶膜，胶膜为100%面积全铺层，胶膜添加在靠近内表面的部位，保证气密，每铺两层预浸料进行一次抽真空压实的工序；

步骤6）R角压模，在全部铺层结束后，在R角加上薄壁的L形玻璃钢压模；

步骤7）脱模环筋的缠绕，在箱体模具的两端各使用缠绕工艺加工出环筋；

步骤8）打真空袋进罐固化，在模具长度方向两边各排布2~3个抽真空的位置，确保零件的真空状态，在模具的内腔和外部均埋上热电偶，监控箱体固化的温度；

步骤9）外部加压，同时保证箱体的气密和内部、外观质量，选择外压，温度由所选择的预浸料树脂体系决定；

步骤10）复合材料箱体的脱模；

步骤11）复合材料箱体经脱模工序后，表面修整干净后，完成箱体成型。

作为本发明的进一步限定，步骤1）中冷却时间为6小时以上。

作为本发明的进一步限定，步骤2）将模具设计成带2°~3°拔模角度。

作为本发明的进一步限定，步骤4）铺层过程中需要对接时，两拼缝间距应不小于25mm，将每层的拼接位置进行错开。

作为本发明的进一步限定，步骤9）中外压压力为0.1-0.3MPa。