[發明專利]一種鏤空帽形米字加筋全碳纖維結構及其制備方法

有效

• 申請號: 201611064907.X
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN106584881B
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 張璇;房怡;路江;曾惠中;宮頊;董豐路;周欣欣
• 申請（專利權）人: 北京衛星制造廠
• 主分類號: B29C70/06
• 分類號: B29C70/06;B29C70/34;B29C70/44;B29L31/30
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

1.一種鏤空帽形米字加筋全碳纖維結構，整體均采用碳纖維樹脂基復合材料作原材料，其特征在于：包括帽形米字加筋和球殼疊層板；帽形米字加筋整體構型呈“米”字形，包括對稱疊加的兩個正交的帽形加強筋和兩個交叉的帽形加強筋，所述兩個交叉的帽形加強筋之間的角度為55°～65°之間；所述帽形加強筋為中空結構，截面為梯形，梯形底部兩側帶有翻邊；所述球殼疊層板為碳纖維層合板，與帽形加強筋底部翻邊貼合并一體成型，最終形成一個半封閉的鏤空帽形米字加筋全碳纖維結構。

2.一種如權利要求1所述的鏤空帽形米字加筋全碳纖維結構的制備方法，其特征在于步驟如下：

步驟一：根據帽形米字加筋結構中帽形米字筋的外形尺寸制造帽形米字加筋鋪層預壓裝置；

步驟二：根據球殼疊層板結構中球殼疊層板的外形尺寸制造球殼疊層板鋪層固化裝置；

步驟三：根據帽形米字加筋結構的數量，利用帽形米字筋鋪層預壓裝置制造傳壓軟模，用于帽形米字加筋結構的固化；

步驟四：清理帽形米字筋鋪層預壓裝置，鋪放隔離材料；

步驟五：清理球殼疊層板鋪層固化裝置，鋪放隔離材料；

步驟六：準備用于帽形米字加筋結構和球殼疊層板結構鋪層的碳纖維預浸料；

步驟七：在帽形米字筋鋪層預壓裝置上進行碳纖維預浸料的鋪層，并進行熱預壓；

步驟八：在球殼疊層板鋪層固化裝置上進行碳纖維預浸料的鋪層；

步驟九：將鋪層完成的帽形米字加筋、傳壓軟模和球殼疊層板一起按照產品的結構進行組裝，形成鏤空帽形米字加筋全碳纖維結構，通過預置定位孔定位，實現裝配精度，并固定；

步驟十：將組裝好的帽形米字加筋與球殼疊層板及傳壓軟膜、球殼疊層板鋪層固化裝置利用真空袋封裝，置入熱壓罐中進行固化；

步驟十一：固化完成后，將帽形米字加筋與球殼疊層板及傳壓軟膜、球殼疊層板鋪層固化裝置從熱壓罐中取出并脫模；

步驟十二：對脫模后的全碳纖維結構采用機械加工的方式將周邊延伸部分進行切除，得到符合最終外形尺寸要求的鏤空帽形米字加筋全碳纖維結構；

所述步驟三中所述的利用帽形米字筋鋪層預壓裝置制造傳壓軟模是在帽形米字筋鋪層預壓裝置內鋪放與制品等高的蠟片，然后澆注硫化橡膠進行傳壓軟膜的制作。

3.根據權利要求2所述的一種鏤空帽形米字加筋全碳纖維結構的制備方法，其特征在于：步驟四中所述的清理帽形米字筋鋪層預壓裝置采用丙酮或乙酸乙酯清理帽形米字筋鋪層預壓裝置的表面，清理完成后在帽形米字筋鋪層預壓裝置表面貼單面帶膠隔離布。

4.根據權利要求2所述的一種鏤空帽形米字加筋全碳纖維結構的制備方法，其特征在于：步驟五中所述的球殼疊層板鋪層固化裝置采用丙酮或乙酸乙酯清理球殼疊層板鋪層固化裝置的表面，清理完成后在球殼疊層板鋪層固化裝置表面貼單面帶膠隔離布。

5.根據權利要求2所述的一種鏤空帽形米字加筋全碳纖維結構的制備方法，其特征在于：步驟六中所述的用于帽形米字加筋結構和球殼疊層板結構鋪層的碳纖維預浸料的含膠量為35％～38％。

6.根據權利要求2所述的一種鏤空帽形米字加筋全碳纖維結構的制備方法，其特征在于：步驟七、步驟八中所述的帽形米字筋鋪層預壓裝置和球殼疊層板鋪層固化裝置上進行碳纖維預浸料的鋪層采用對稱鋪層方式。

7.根據權利要求2所述的一種鏤空帽形米字加筋全碳纖維結構的制備方法，其特征在于：步驟九中所述的鋪層完成后帽形米字加筋、傳壓軟模和球殼疊層板結構的組裝，使有碳纖維預浸料鋪層的帽形米字筋結構和球殼疊層板結構相連接。

8.根據權利要求2所述的一種鏤空帽形米字加筋全碳纖維結構的制備方法，其特征在于：步驟十中所述的組裝好的帽形米字加筋與球殼疊層板及傳壓軟膜、球殼疊層板鋪層固化裝置采用真空袋封裝，熱壓罐加壓，軟模傳壓的方式固化，升溫至120～125℃時，開始逐級加壓，溫度至190～195℃加壓至0.9MPa，保持110～120min固化完成。

9.根據權利要求2所述的一種鏤空帽形米字加筋全碳纖維結構的制備方法，其特征在于：步驟十一中所述的帽形米字加筋與球殼疊層板及傳壓軟膜、球殼疊層板鋪層固化裝置降到120℃后進行脫模。