[發明專利]一種加筋壁板復合材料結構的整體固化裝置及方法

在審

• 申請號: 201610191825.5
• 申請日: 2016-03-30
• 公開（公告）號: CN105729835A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 原崇新;叢晶潔;劉亞男;熊美蓉;黨磊
• 申請（專利權）人: 中國商用飛機有限責任公司北京民用飛機技術研究中心;中國商用飛機有限責任公司
• 主分類號: B29C70/54
• 分類號: B29C70/54;B29C70/34;B29C33/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 胡彬;林波

技術領域

本發明涉及復合材料技術領域，尤其涉及一種加筋壁板復合材料結構的整體固化裝置及方法。

背景技術

加筋壁板結構是航空結構件的常見結構形式，目前對于加筋壁板的制作一般采用分步固化或整體固化的方式。

分步固化是指先將復合材料面板和加強筋分別單獨固化成型，然后再進行膠接。因此，分步固化事實上是一種二步法成型方法，時間長、效率低、耗能大。另外，由于復合材料面板和加強筋分別單獨固化，經二次膠接后還存在膠接界面，不利于載荷從面板到加強筋的應力傳遞，從而影響加筋壁板的整體性能。

整體固化或共固化是一種一步法整體成型工藝，即指將加強筋區與面板區一起鋪放并同時加熱固化一次成型的制造方式，該方法既可采用預浸料熱壓罐成型，也可采用液體成型工藝。對于液體成型工藝來說，共固化是主要的成型方法，根據模具形式不同又分為陽模成型和陰模成型。

對于復合材料加筋壁板結構，陽模成型是指將加強筋區采用凸面模具，兩側用固定塊進行固定，在模具凸面進行纖維鋪放的工藝；陰模成型是指加強筋區采用凹面模具，將干纖維層沿凹陷區進行鋪放，鋪放好后再在上方鋪放復合材料面板。采用液體成型加強筋與面板共固化工藝，可以大大節省制造時間，節約二次膠接產生的能耗，同時，因此加強筋區與面板區干纖維完成鋪放后，同時灌注樹脂一次固化成型，加強筋與面板區整體成型，沒有明顯界面，便于應力傳遞，有利于結構件整體性能。

無論是陽模成型和陰模成型都是單面模具，分別可以得到凹面光滑和凸面光滑的結構件，另外，在液體成型工藝過程中，采用干纖維鋪放，纖維定位準確性與鋪覆操作性都存在很多問題，尤其加筋區結構復雜，成型質量控制難度大。

針對上述問題，提出一種加筋壁板復合材料結構的整體固化裝置及方法，能夠解決現有工藝中存在的加筋區填充困難，以及結構件表面質量差的問題。

發明內容

本發明的目的在于提出一種加筋壁板復合材料結構的整體固化裝置，能夠解決現有工藝結構件表面質量差的問題。

本發明的目的在于提出一種加筋壁板復合材料結構的整體固化方法，能夠解決現有工藝中存在的加筋區填充困難，以及結構件表面質量差的問題。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種加筋壁板復合材料結構的整體固化裝置，其包括具有凹槽的加強筋模具，以及設置在加強筋模具上部的打孔鋼板，且在所述鋼板的上部設置有導流網。

作為上述加筋壁板復合材料結構的整體固化裝置的一種優選方案，所述加強筋模具上設置有若干凹槽。

作為上述加筋壁板復合材料結構的整體固化裝置的一種優選方案，還包括導向板，該導向板的形狀與凹槽開口端的輪廓相對應。

一種加筋壁板復合材料結構的整體固化方法，采用如以上所述的加筋壁板復合材料結構的整體固化裝置進行加筋壁板的制作，包括以下步驟：

步驟A：在具有凹槽的加強筋模具內填充纖維層；

步驟B：在凹槽內纖維層的上部放置泡沫芯材；

步驟C：待幾個加筋區的纖維和泡沫都鋪疊好后，在上面鋪疊纖維布以作底面面板用；

步驟D：在纖維布的上部放置打孔鋼板；

步驟E：鋪放導流網，然后進行注膠固化。

作為上述加筋壁板復合材料結構的整體固化方法的一種優選方案，在步驟A中，纖維層的制造方式為：將加筋區的立體模型在fibersim里展開，并生成dxf格式，利用自動下料機進行下料。

作為上述加筋壁板復合材料結構的整體固化方法的一種優選方案，在步驟B中，所述泡沫芯材通過數控切割機床精確切割制造。

作為上述加筋壁板復合材料結構的整體固化方法的一種優選方案，在步驟B中，放置泡沫芯材之后利用導向板對鋪疊好的纖維布進行裁剪，去除毛邊。

作為上述加筋壁板復合材料結構的整體固化方法的一種優選方案，在步驟D中，放置打孔鋼板之前需要在打孔鋼板的兩側粘貼脫模布。

作為上述加筋壁板復合材料結構的整體固化方法的一種優選方案，在步驟E中，在加筋區要多鋪1-2層導流網。

作為上述加筋壁板復合材料結構的整體固化方法的一種優選方案，在步驟A之前還包括在加筋壁板模具上涂脫模劑。

本發明的有益效果為：本發明中通過打孔鋼板的設置，在鋪放好所有纖維層后，在最上面覆蓋一個鋼制板，以達到最終的底面平整之目的，實現了單面模具得到雙面光滑結構件的目的。

附圖說明

圖1是本發明具體實施方式提供的加筋壁板復合材料結構的整體固化流程圖。

圖2是本發明具體實施方式提供的加強筋模具的結構示意圖。

其中：