[发明专利]一种利用内涨法成型模具制备复合材料管的方法

摘要

一种利用内涨法成型模具制备复合材料管的方法，属于航空复合材料成型领域。本发明的方法包括如下步骤：步骤一：金属芯模一与金属芯模二的连接；步骤二：硅胶芯模组件的构成；步骤三：复合材料铺层；步骤四：半成品放置在上模体和下模体的型腔内并预压实；步骤五：上模体和下模体的组合及固定；步骤六：上模体和下模体抽负压；步骤七：固化及脱模。采用本发明的方法成型，能够制出长度大于9m的复合材料管，由于成型难度大，目前为止，还未见报道。属于复合材料结构一体化成型技术。

主权项

1.一种利用内涨法成型模具制备复合材料管的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：/n步骤一：金属芯模一(7)与金属芯模二(8)的连接；金属芯模一(7)和金属芯模二(8)均为金属圆管，且外管径相同，将金属芯模一(7)一端设置的锥型连接凸台(16)与金属芯模二(8)一端设有的锥孔相配合，并且将金属芯模一(7)的锥型连接凸台(16)外壁上设有的挡槽一(9)与金属芯模二(8)所述一端设有的挡槽二(10)正对设置并嵌入挡键(11)，金属芯模一(7)另一端设有充气孔，金属芯模二(8)另一端连接有端盖(6)，金属芯模一(7)及金属芯模二(8)的侧壁上均设有数个通气孔(12)；/n步骤二：硅胶芯模组件的构成；将硅胶气囊(3)套入金属芯模一(7)和金属芯模二(8)上构成硅胶芯模组件；为便于硅胶气囊(3)套入和脱模，在套入硅胶气囊(3)前，在金属芯模一(7)及金属芯模二(8)外表面以及硅胶气囊(3)内表面均匀涂抹滑石粉；/n步骤三：复合材料铺层；将硅胶芯模组件放到工作架上，之后，移入净化间，在环境温湿度条件达到要求时，在硅胶气囊(3)外表面按要求铺贴多组复合材料铺层，每组复合材料铺层的铺层顺序为0°、45°、90°、-45°，每铺贴完一组复合材料铺层，在该组复合材料铺层外表面糊制真空袋并抽负压-0.06～-0.1MPa，保压5-20min进行预压实，在进行下一组复合材料铺层前，拆下真空袋，然后进行下一组复合材料铺层，直至铺层完毕制成半成品；/n步骤四：半成品放置在上模体(2)和下模体(1)的型腔内并预压实；将所述半成品放置在所述下模体(1)的型腔内，之后合上所述上模体(2)，用数个螺栓将上模体(2)和下模体(1)紧固连接后为入热压罐前的最后一次预压实；/n步骤五：上模体(2)和下模体(1)的组合及固定；打开上模体(2)和下模体(1)，在下模体(1)上端面设有的密封槽(14)内装入密封胶条，然后组合上模体(2)，上模体(2)和下模体(1)用定位销定位，用数个螺栓锁紧固定；用两个卡箍(5)将硅胶气囊(3)两端与金属芯模一(7)以及金属芯模二(8)上的端盖(6)卡紧，不漏气，并且通过金属芯模一(7)的锥型连接凸台(16)和端盖(6)上设有的挡台，限制硅胶气囊(3)在充压缩空气时移动；/n步骤六：上模体(2)和下模体(1)抽负压；在上模体(2)和下模体(1)的两端分别糊制真空袋，并且每个真空袋均连接有真空嘴，其中一个真空嘴与气源连接，抽负压-0.085～-0.1MPa，另一个真空嘴连接压力表，以监测负压值情况，确保真空不漏气；/n步骤七：固化及脱模；将整套模具放置在热压罐内，连接好真空管路和热电偶，进行半成品固化；使硅胶气囊(3)内腔压力与热压罐内的压力相同，达到0.06MPa，当热压罐内压力加压加到0.2MPa时，保压5min，然后继续加压；当正压达到0.3MPa时，保压10min，再继续加压；当正压达到0.9MPa时开始升温，升温速率1℃/min；当温度达到120℃时，保温保压120min，然后继续升温，当温度达到180℃时保温保压150min，然后开始降温，降温速率1℃/min，降温到80℃以下，压力降低到0MPa时，打开热压罐，待模具温度降低到20℃以下时，进行脱模工作；脱模顺序：/n1)将金属芯模一(7)的充气孔与正压管路连接，用压力阀调节进气压力，保证压力在0.15MPa～0.2MPa之间，将金属芯模一(7)和金属芯模二(8)脱出；/n2)在硅胶气囊(3)两端糊制真空袋，并抽真空，真空度为-0.05—0.08MPa，将硅胶气囊(3)脱出；/n3)拆卸上模体(2)和下模体(1)，取出复合材料管(18)；/n4)清理复合材料管(18)表面，去除飞边，按切割线切割零件，至此，完成复合材料管(18)的制备。/n