[发明专利]一种复合材料舱体设计成型方法

摘要

本发明一种复合材料舱体设计成型方法属于复合材料成型技术领域。本方案将带有筋条结构的复合材料舱体从功能上分解为舱体蒙皮、加强筋结构，加强筋结构预先固化成型，与芯模组成组合芯模，并在芯模上填充铺设舱体蒙皮，舱体蒙皮铺设完成后上下模具合模并在合理的温度及压力下加温固化，最终形成完整的复合材料舱体。本发明采用热塑性复合材料代替金属结构形式，重量较传统铝合金铸造舱体可减轻30％；相较于传统RTM成型热固性树脂复合材料舱体，有效降低舱体生产制造难度，提高舱体的加工效率及降低生产成本；筋条作为组合芯模的一部分在高温加热后与舱体蒙皮结构重新熔合为一体，完成后的舱体力学性能满足设计要求。

主权项

1.一种复合材料舱体设计成型方法，其特征在于利用组合模形式，先完成加强筋结构，并将加强筋作为芯模的一部分与金属芯模完成组合芯模，最后组合在一起，所述方法包括以下步骤；1)将舱体结构分解为外部圆筒状壳体结构及内部横向、纵向加强筋结构；2)针对加强筋结构设计专门的加强筋成型模，针对去除加强筋结构后的舱体设计芯模、上下外膜，最后舱体的芯模为加强筋及芯模组成的组合芯模；3)清理加强筋成型模，在模腔内不得有任何多余物，清理完成要吹扫干净，再涂刷两遍脱模剂，脱模剂涂刷后需(120±5)℃烘干30分钟；4)将横向、纵向加强筋在副模中热压成型，预先完成加强筋结构；5)将已经生产的加强筋结构装配在芯模上；装配过程中应对各个连接面进行打磨、清洗，以便能够进行良好的对接，形成舱体完整的舱体成型芯模模具。6)根据模具的模腔体积，加入相应重量的复合材料(PESEKK/T700)，加料完成后将上、下模具进行合模。对模具进行加热、增压，完成舱段的制造成型。然后进行加热，升温速度控制在(2-4)℃/min，待温度升至(330±10)℃时恒温10min进行加压，成型压力为(1.0-2.0)MPa，保温(40±5)min。保温结束后自然冷却至150℃，再用水冷却至60℃以下。此时，加强筋结构与加入的复合材料高温融合在一起，冷却后固化成型，卸压启模，完成复合材料舱体的成型。