[發明專利]復合材料多梁盒段整體共固化成型工藝方法

有效

• 申請號: 201310210819.6
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN103264513A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 劉衛平;張冬梅;劉軍;馬曉星;王健;莊桂增;楊洋;黃春泉
• 申請（專利權）人: 中國商用飛機有限責任公司;上海飛機制造有限公司
• 主分類號: B29C70/44
• 分類號: B29C70/44
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 樓仙英;徐年康

技術領域

本發明涉及固化成型技術領域，特別是涉及一種復合材料多梁盒段整體共固化成型工藝方法。

背景技術

復合材料具有比強度和比模量高以及性能可設計和易于整體成形等許多優異特性，大量應用復合材料已經成為民用飛機發展的趨勢。隨著復合材料設計和應用技術的發展，整體多梁盒段結構在民用飛機上應用越來越廣泛，與傳統的密肋結構(由上、下壁板，前、后梁和多根肋組成)相比，整體多梁盒段將零件數量由多個降為一個，簡化了盒段的裝配過程，并減少了緊固件數量和熱壓罐使用次數，從而達到減重和降低成本的效果。目前，飛機的水平安定面均采用多梁盒段整體結構。

對于多梁盒段整體共固化成型，目前一般采用RTM工藝和橡膠氣囊成型工藝。由于RTM工藝要求樹脂流動性較高，只能適用于特定的樹脂體系，且成型的制件樹脂含量較高且不穩定，不能用于飛機的承力盒段結構制造。而橡膠氣囊成型采用橡膠氣囊充氣膨脹加壓，由于氣囊在型腔內，導致整個制件和模具的溫度均勻性較差；且存在橡膠老化、膨脹量計算困難等問題，容易造成加壓不均，從而引起梁的位置偏移、整體盒段質量得不到保證。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種復合材料多梁盒段的整體共固化成型工藝方法，其采用真空袋熱壓罐成型工藝。

根據本發明的復合材料多梁盒段整體共固化成型工藝方法包括步驟：

(1)梁平板的鋪放：采用自動鋪帶技術或手工鋪貼工藝，在梁平板工裝上鋪貼梁平板；

(2)梁平板的預成型：采用熱隔膜技術或手工折彎技術，將所述梁平板預成型為“C”字形梁；

(3)抽真空：按照從內到外依次為芯模、隔離材料、管狀真空袋、透氣氈、管狀隔離膜的順序糊制真空袋，密封好后在所述管狀隔離膜的外側設置真空嘴，然后抽真空使隔離材料、管狀真空袋、透氣氈、管狀隔離膜緊貼在所述芯模上；

(4)梁的預裝配：在所述芯模外側布置“C”字形梁，其中相鄰的芯模之間設有兩個“C”字形梁，所述兩個“C”字形梁反向地設置形成“工”字形；

(5)上、下壁板的鋪設：采用自動鋪帶技術或手工鋪貼技術，分別在上、下壁板工裝上鋪設上、下壁板；

(6)梁的組合：將裝配好的芯模和“C”字形梁依次放置在下壁板上；

(7)放置捻子條：在兩個反向設置的“C”字形梁之間的凹口處放置捻子條；

(8)合上上壁板：將上壁板蓋上；

(9)抽真空：將管狀隔離膜、管狀真空袋和透氣氈與隔離材料和芯模松開，使用密封膠帶將管狀隔離膜、管狀真空袋、透氣氈和組合后的梁糊制真空袋，其中，中間真空袋的末端的側部與相鄰的真空袋的末端的側部緊貼，頂部和底部分別緊貼上壁板和下壁板，最外側真空袋的外側被分成兩個部分，分別緊貼上壁板和下壁板，從而在管狀隔離膜、管狀真空袋、透氣氈和組合后的梁之間形成真空通道，使用在最外側真空袋上設置的真空嘴抽真空；

(10)抽取芯模：待真空度達到0.06～0.07Mpa時，抽取被隔離材料包裹的芯模；

(11)固化：檢查真空泄露情況，然后進入熱壓罐進行固化；

(12)脫模：固化完成后，將制件從模具上取下。

優選地，在所述步驟(3)中，所述管狀真空袋比所述芯模長0.3～0.5m。

優選地，在所述步驟(3)中，所述管狀真空袋比所述芯模長0.3m。

優選地，在所述步驟(8)中，上、下壁板工裝通過上、下壁板工裝上的支撐立柱定位。

優選地，在所述步驟(11)中，在入罐前檢查真空泄露情況，當真空度降到-0.075～-0.1Mpa時，維持15分鐘，如果滿足真空度在5分鐘之內下降不超過0.017Mpa，則進入熱壓罐進行固化。

本發明的有益效果在于：

1.本發明工藝方法操作簡單，可重復性強，一旦抽上真空，未固化的梁和壁板就被固定住，梁腹板兩側為平衡的氣壓，梁的軸線位置度能夠得到保證。

2.在固化過程中，芯模已拔出，制件開敞性好，有利于熱量傳導和溫度均勻性，制件的內部質量容易保證。

附圖說明

圖1是梁的預成型示意圖；

圖2a是芯模糊制真空袋的示意圖；

圖2b是沿圖2a中的A-A的剖視圖；

圖3是梁的預裝配示意圖；

圖4a是鋪設上壁板示意圖；

圖4b是鋪設下壁板示意圖；

圖5是梁的組合示意圖；

圖6是捻子條的添加示意圖；

圖7是合模的示意圖；以及

圖8是多梁盒段封袋示意圖。