[發(fā)明專利]一種用于復(fù)合材料Z-pin增強(qiáng)加筋板成型均壓板的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611080670.4
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106738504B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高慧聰;馬軍;劉凱;易萍;鄢和庚
• 申請（專利權(quán)）人: 江西洪都航空工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號: B29C33/38
• 分類號: B29C33/38;B29C33/42;B29C70/54;B29L31/00
• 代理公司: 南昌新天下專利商標(biāo)代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

本發(fā)明涉及一種用于復(fù)合材料Z?pin增強(qiáng)加筋板成型均壓板的制備方法，屬于復(fù)合材料制造領(lǐng)域。本發(fā)明的低壓環(huán)氧玻璃鋼板制造過程簡單、成本低、易加工、適用于不同尺寸加筋板，定位準(zhǔn)確，且能夠很好控制加筋板腹板厚度和表面質(zhì)量，能夠解決Z?pin針尖嵌入和均壓板自身變形問題，能夠保障產(chǎn)品質(zhì)量，具有較大市場應(yīng)用價值，值得在行業(yè)內(nèi)推廣使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于復(fù)合材料Z-pin增強(qiáng)加筋板成型均壓板的制備方法，屬于復(fù)合材料制造領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來高性能低成本復(fù)合材料技術(shù)在航空、航天復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中得到了逐步開始了應(yīng)用，而Z-pin技術(shù)即是其中一種先進(jìn)制造技術(shù)，它是將事先制備好的Z向纖維預(yù)成型體，采用一定的方式嵌入到預(yù)浸料或未固化的復(fù)合材料中去，固化以后形成三維增強(qiáng)的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)可以提高層合板的各個子層之間的結(jié)合能力，進(jìn)而達(dá)到解決復(fù)合材料層合板間韌性較差、易分層、沖擊能力差的問題，同時也可起到提高連接頭強(qiáng)度的作用。

Z-pin技術(shù)最重要的用途是增強(qiáng)復(fù)合材料加強(qiáng)筋與壁板，大多數(shù)的典型結(jié)構(gòu)件都具有加強(qiáng)筋多、筋分布為縱橫雙方向、筋的高度和寬度較小、筋細(xì)長、筋應(yīng)垂直于壁板面的特點(diǎn)。帶有Z-pin針增強(qiáng)的復(fù)合材料加筋壁板的成型一般采用的是共固化成型技術(shù)，即加強(qiáng)筋和壁板均為預(yù)浸料狀態(tài)植入Z-pin針后一并加溫加壓成型。

為了保證筋的垂直度和平整度，一般在筋上要放置均壓板，目前較為常規(guī)的均壓板是金屬均壓板，由于筋高度小，導(dǎo)致均壓板必須做得細(xì)長，而細(xì)長的金屬條極容易產(chǎn)生變形，在固化時高壓作用下也難于與筋相貼合，從而造成加筋板成型后筋存在疏松缺陷、筋表面不平整、筋不垂直的問題。此外，Z-pin針植入預(yù)浸料后，因預(yù)浸料是未固化壓縮的，所有Z-pin針植入后的最好狀態(tài)也是與預(yù)浸料表面齊平，而筋固化后Z-pin針會凸出面板表面，Z-pin針是高溫固化的碳針，硬度很大，針也會頂住金屬均壓板，導(dǎo)致有Z-pin針的周邊質(zhì)量有缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于復(fù)合材料Z-pin增強(qiáng)加筋板成型均壓板的制備方法，從而解決加筋壁板的成型質(zhì)量問題。

本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案：

1. 一種用于復(fù)合材料Z-pin增強(qiáng)加筋板成型均壓板的制備方法，該制備方法的工藝如下：

1）按照Z-pin加筋壁板縱向筋條與蒙皮尺寸及外形，訂制一套金屬母模；再按照橫向筋條尺寸，訂制另一套母模；使用時將上述兩套母模用丙酮清洗干凈；

2）按照配比要求配置膠液，制備預(yù)浸料；

3）在對應(yīng)模具上分別鋪貼縱向筋與蒙皮連體均壓板、橫向筋均壓板，根據(jù)加筋壁板厚度計(jì)算鋪貼層數(shù)；

4）室溫固化不小于24h后得到加筋壁板均壓板，根據(jù)T型筋條的凸緣及高度尺寸將縱向筋與蒙皮連體均壓板和橫向筋均壓板固化后的產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)控加工，以確保后續(xù)所用均壓板的直線度及精度要求，然后將橫向筋均壓板直角區(qū)域進(jìn)行倒角，使得筋條與蒙皮對接區(qū)的表面平整，減少表面褶皺及棱起的出現(xiàn)，加工得到連體式玻璃鋼板和橫向筋均壓板，包覆一層四氟乙烯布，鋪貼平整后備用。

步驟2）中的膠液為J-4膠液。

步驟2）中的預(yù)浸料為EW210/J-4預(yù)浸料。

本發(fā)明重點(diǎn)是均壓板材料和均壓板的結(jié)構(gòu)形式兩方面。首先從材料上分析，由于所有加強(qiáng)筋截面彎邊尺寸均較小，筋條越長，加工出的金屬均壓板變形嚴(yán)重。雖然加強(qiáng)筋固化有180°溫度和8公斤壓力，但這個壓力很難將金屬均壓板打直，且Z-pin針的針尖也對金屬均壓板不能嵌入。本發(fā)明首先在均壓板的材質(zhì)選用上選擇了低溫成型玻璃鋼材料（EW210/J-4），該材料在180°高溫下會發(fā)生剛性和強(qiáng)度下降，能夠解決針尖嵌入和均壓板自身變形問題。