[发明专利]一种大批量长桁加筋壁板的快速制造方法

说明书

本发明公开了一种大批量长桁加筋壁板的快速制造方法，涉及复合材料制造领域，包括以下步骤：1)根据自动铺丝设备的行程，选择多件长宽、曲率相近的长桁加筋壁板，使其能以长桁向内、蒙皮向外的“筒状”形式组合成回转体结构；2)制造分块组合式回转体模具；3)完成壁板所需长桁的制造；4)将模具组合完成，放置于回转体铺丝工位；5)将制造好的长桁分别放置于回转体模具的长桁放置槽，并固定；6)利用回转体铺丝机在该回转体模具上铺放预浸丝束，完成所有壁板蒙皮的铺贴；7)完成后续的固化、铣切工序。本发明可以大幅提高大批量长桁加筋壁板的制造效率，缩短制造周期，降低制造成本。

技术领域

本发明涉及复合材料制造技术领域，特别是一种大批量长桁加筋壁板的快速制造方法。

背景技术

近年来，纤维增强复合材料因其极高的比强度和比刚度被越来越多地应用于航空航天领域。复合材料在飞行器上的应用也实现了从次承力构件向主承力构件的转变，这也对复合材料的制造技术提出了更高的要求。自动化成型是复合材料制造技术的发展方向，尤其是长桁加筋壁板的制造，采用纤维自动铺放技术进行蒙皮的铺贴是提高壁板制造效率和制造质量的最优方案。

目前，长桁加筋壁板的制造方法包括共固化、共胶接和二次胶接成型。对于干长桁与湿蒙皮共胶接成型工艺，常采用自动铺丝机在成型模具表面铺贴蒙皮，然后在蒙皮上放置长桁并进行定位，最后制作真空袋并完成固化。这种制造方法的缺点是90°(垂直于长桁方向)和±45°铺层铺丝效率低，尤其是蒙皮四角区域的±45°铺层，由于铺丝路径短，铺丝头需要进行多次加减速、切丝、回位等操作，严重影响铺贴效率。此外，该制造方法需要配备大量高精度的长桁组合定位装置，该种定位装置不仅增加了模具的设计和制造时间，使用过程也很繁琐，极大地增加了制作真空袋的难度，同时还存在定位装置的搬运和存放问题，并且在零件批产过程中，随着使用次数的增加，定位装置的定位精度变差。因此，对于批产的零件，当前制造方案已不能满足项目快速研制的需求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提升蒙皮的铺丝效率、优化长桁的定位方式，进而提高大批量长桁加筋壁板的制造效率。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种大批量长桁加筋壁板的快速制造方法，包括以下步骤：

步骤1：根据自动铺丝设备的行程，选择多件长宽、曲率相近的长桁加筋壁板，使其能以长桁向内、蒙皮向外的“筒状”形式组合成回转体结构；

步骤2：制造分块组合式回转体模具；

步骤3：按照铺贴-制袋-固化-脱模-铣切流程，完成步骤1中壁板所需长桁的制造；

步骤4：将步骤2中模具组合完成，放置于回转体铺丝工位；

步骤5：将步骤3中制造好的长桁分别放置于回转体模具中对应的长桁放置槽，并在两端固定；

步骤6：按照设计铺层顺序，利用回转体铺丝机在该回转体模具上铺放预浸丝束，完成所有壁板蒙皮的铺贴；

步骤7：根据成型方案，完成后续的固化、铣切工序。

进一步的，在步骤1中，所述长桁加筋壁板可以是长宽完全相同的壁板，也可以是长宽不同的壁板，蒙皮的铺层数量和铺层顺序一致；壁板宽度小于铺丝设备横向行程的2/3，长度小于铺丝设备纵向行程；长宽不同的壁板宽度相差不超过500mm，长度方向相差不超过1000mm。

进一步的，在步骤1中，所述长桁加筋壁板采用干长桁与湿蒙皮的共胶接成型工艺；。

进一步的，在步骤1中，所述长桁加筋壁板为凸模成型，且最高点和最低点的高度差小于500mm。