[发明专利]一种航空夹层复合材料PMI泡沫的热弯成型方法

说明书

本发明涉及一种航空夹层复合材料PMI泡沫的热弯成型方法，实现多曲面PMI泡沫的整体成型，属于航空夹层复合材料制造领域。该方法步骤在于：（1）、制作成型平台及模具；（2）、根据模具尺寸裁剪PMI泡沫板；（3）、根据模具尺寸及PMI泡沫板尺寸，裁剪橡胶膜；（4）、将PMI泡沫板置于模具上，然后用橡胶膜覆盖PMI泡沫板和模具，用耐高温密封胶条将橡胶膜固定密封于成型平台上，通过真空接嘴与真空系统连接；（5）、成型过程中，当PMI泡沫板升温至软化点时，通过抽真空系统使橡胶膜与PMI泡沫板及模具贴合。

技术领域

本发明涉及一种航空夹层复合材料PMI泡沫的热弯成型方法，实现多曲面PMI泡沫的整体成型，属于航空夹层复合材料制造领域。

背景技术

夹层复合材料结构件具有结构稳定、承载能力高、耐重量轻、抗弯刚度高等优良的性能，已在航空领域得到广泛应用。PMI泡沫为相同密度条件下比强度、比模量最高的泡沫材料，具有耐高温、各向同行、抗蠕变等优异性能，已成为航空夹层复合材料结构件的主要填充材料。

为满足飞机气体外形要求，航空夹层复合材料结构件多为多曲率构件，该类构件所用PMI泡沫目前主要通过数控加工或分块拼接制造。然而采用数控加工，制造成本高昂，材料利用率低，并存在易崩裂、表面掉渣、薄壁零件难加工等问题；采用分块拼接，则在复合材料内部将出现明显的拼接缝，影响零件质量和整体强度，且降低了PMI泡沫的使用优势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种航空夹层复合材料PMI泡沫的热弯成型方法，采用真空吸附热弯法，实现多曲率PMI泡沫结构整体快速成型，该方法具有操作简单、成本低、成型质量高的特点。

本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种航空夹层复合材料PMI泡沫的热弯成型方法，该方法步骤在于：

（1）、制作成型平台及模具；

（2）、根据模具尺寸裁剪PMI泡沫板；

（3）、根据模具尺寸及PMI泡沫板尺寸，裁剪橡胶膜；

（4）、将PMI泡沫板置于模具上，然后用橡胶膜覆盖PMI泡沫板和模具，用耐高温密封胶条将橡胶膜固定密封于成型平台上，通过真空接嘴与真空系统连接；

（5）、成型过程中，当PMI泡沫板升温至软化点时，通过抽真空系统使橡胶膜与PMI泡沫板及模具贴合。

进一步的，在步骤（1）中：模具公差取±0.1mm。

进一步的，在步骤（2）中：PMI平板材厚度不大于10mm。

进一步的，PMI泡沫板尺寸小于模具的尺寸。

进一步的，在步骤（3）中：橡胶膜面积为模具面积的1.5-2倍。

进一步的，在步骤（5）中软化点的温度为160～190℃。

进一步的，在步骤（5）的具体参数为：先抽真空至-0.02 ～-0.04MPa并保持3-5min，再抽真空至-0.05 ～-0.07MPa并保持3-5min，再抽真空至-0.09 ～-0.1MPa使得PMI泡沫板及模具贴合，最后保温保压5-10min，降温卸压取出制件。

进一步的，所述模具为阳模。

根据夹层构件中PMI泡沫的外形尺寸制造相应的成型模具，采用一种具有耐高温、高弹性、可重复使用特性的橡胶膜（橡胶膜厚度0.5mm～2mm），通过成型平台构建密闭型腔。然后利用PMI泡沫在高温下的可塑性，将PMI泡沫板加热至软化温度，并分步施加真空压力，使得PMI泡沫板逐渐与成型模具贴合。最后保压一定时间，冷却后即可得到所需要形状的PMI泡沫多曲率结构。

本发明的有益效果