[发明专利]一种适于RFI工艺的树脂膜预置量的计算方法

说明书

本发明涉及一种适于RFI工艺的树脂膜预置量的计算方法，包括：建立树脂膜预置量控制模型；依据树脂膜铺放方式、厚度将制件划分为不同厚度的层间铺放区域和集中铺放区域；建立预期树脂膜厚度计算模型，按制件期望的厚度值计算预期树脂膜厚度；计算层间铺放区域的树脂膜预置量；计算集中铺放区域的树脂膜预置量；计算预置树脂膜的尺寸和层数。该适于RFI工艺的树脂膜预置量的计算方法的目的是解决复合材料结构件RFI工艺整体成型纤维含量和厚度精度控制的问题，满足构件厚度精度和纤维含量的要求。

技术领域

本发明涉及高性能树脂基复合材料低成本制造技术领域，具体涉及一种适于RFI工艺的树脂膜预置量的计算方法。

背景技术

树脂膜渗透(RFI)成型技术是一种可以结合缝合、编织等三维增强技术的复合材料液体成型技术，其工艺原理是采用干态纤维织物经铺叠、缝合或编织成干态纤维预成型体，将基体树脂制备成树脂膜与干态纤维预成型体在成型前和模具组合在一起，成型过程中在真空、温度和压力作用下，树脂膜熔融、渗透并浸润预成型体纤维，经升温固化后得到能够承载的复合材料制件。

RFI工艺与预浸料成型工艺的显著区别在于：预浸料成型工艺，是在所采用的预浸料的制备过程中实现树脂对纤维的浸润；而RFI工艺中为便于对制件进行三维增强，采用的是干态纤维织物，经过缝合、编织制备成干态纤维预成型体，在成型前将树脂膜预置于干态纤维预成型体，在成型升温过程中实现树脂对纤维的浸润。复合材料RFI成型工艺中树脂量控制是其技术难点，所预置树脂膜的量是RFI工艺的关键技术之一。如树脂量不足会导致树脂浸润不到位出现局部贫胶、干斑，而如果树脂膜预置量过多不仅会造成材料浪费，而且还容易造成由于制件树脂含量过高而导致的结构承载能力及减重效率的降低。航空复合材料由于结构减重和性能的需要，对零件纤维含量和厚度精度均提出比较高的要求，用于机翼、尾翼、垂尾、舱门等结构上的复合材料构件厚度公差至少±8％，一般要求±5％之内。

采用RFI工艺成型的复合材料结构通常为结合缝合技术、结构也比较复杂的加筋壁板类结构或大尺寸大厚度的三维编织复合材料结构。通常在加筋壁板结构在蒙皮周边、加筋凸缘区域采用缝合技术，所成型的零件不但缝合区、非缝合区并存，厚度区域也有明显变化，需要针对不同区域厚度要求及零件整体的纤维含量要求进行树脂量控制。

因此，发明人提供了一种适于RFI工艺的树脂膜预置量的计算方法。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明实施例提供了一种适于RFI工艺的树脂膜预置量的计算方法，通过根据零件纤维含量及厚度精度要求，建立该零件RFI成型树脂膜预置量控制模型；针对RFI工艺所成型制件的结构特性，实行分区计算，整体控制的原则，将零件进行分区，按各个区域厚度、精度要求分别计算树脂需求量，然后根据各区域纤维织物用量、树脂用量进行统筹计算，按整个制件的纤维含量要求调整树脂量，最终使制件树脂量得到量化控制，解决了复合材料结构件RFI工艺整体成型纤维含量和厚度精度控制的技术问题。

(2)技术方案

本发明的实施例提供了一种适于RFI工艺的树脂膜预置量的计算方法，该方法包括以下步骤：

建立树脂膜预置量控制模型；

依据树脂膜铺放方式、厚度将制件划分为不同厚度的层间铺放区域和集中铺放区域；

建立预期树脂膜厚度计算模型，按制件期望的厚度值计算预期树脂膜厚度；

计算所述层间铺放区域的树脂膜预置量；

计算所述集中铺放区域的树脂膜预置量；

计算预置树脂膜的尺寸和层数。

进一步地，所述建立树脂膜预置量控制模型，具体为：