[發明專利]一種異形復合材料網格蒙皮艙段成型方法

有效

• 申請號: 201711278250.1
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN108162430B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 付平俊;李健芳;郭鴻俊;張婭婷;馮海東;黃智彬;陳薇
• 申請（專利權）人: 航天材料及工藝研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 李晶堯

1.一種異形復合材料網格蒙皮艙段成型方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟(一)、制作異形復合材料網格碳纖維預浸料艙段成型模具

異形復合材料網格碳纖維預浸料艙段成型模具包括芯模(1)、分瓣陽模(2)、外陰模(3)、上端框壓環(4)和下端框壓環(5)；其中，芯模(1)位于成型模具的中心位置；分瓣陽模(2)包覆在芯模(1)的外壁；上端框壓環(4)水平固定安裝在芯模(1)的頂端；下端框壓環(5)水平固定安裝在芯模(1)的底端；分瓣陽模(2)沿水平方向設置有環向筋槽；分瓣陽模(2)沿豎直方向設置有縱向筋槽；外陰模(3)包覆在分瓣陽模(2)的外壁；

步驟(二)、將成型模具放置在外部纏繞機上；在環向筋條深槽區域(9)鋪制碳布預浸料；環向筋條深槽區域(9)位于成型模具的彎弧拐角處，環向筋條深槽區域(9)的槽深深于環向筋條平直區域；

步驟(三)、取1～4根碳纖維預浸絲沿環向筋槽進行纏繞1～4圈；纏繞完全部環向筋槽后，用碳纖維預浸絲對環向筋條深槽區域(9)進行填充；

步驟(四)、采用碳纖維預浸絲對分瓣陽模(2)上的環向筋槽和縱向筋槽全面纏繞；每纏繞完5-7層碳纖維預浸絲，采用碳纖維預浸料依次對上端框過渡區(6)、下端框過渡區(7)和碳纖維預浸料加厚區(8)進行鋪層；

步驟(五)、重復步驟(四)N次；4≤N≤12，且N為正整數；在分瓣陽模(2)外表面包覆真空袋，進行第一次抽真空吸膠處理；

步驟(六)、拆除真空袋；繼續采用碳纖維預浸絲纏繞，在分瓣陽模(2)外表面采用碳纖維預浸料依次對上端框過渡區(6)、下端框過渡區(7)和碳纖維預浸料加厚區(8)進行鋪層；包覆真空袋，進行第二次抽真空吸膠處理；

步驟(七)、再次采用1-4層碳纖維預浸料依次對上端框過渡區(6)、下端框過渡區(7)和碳纖維預浸料加厚區(8)進行鋪層；安裝上端框壓環(4)和下端框壓環(5)，安裝外陰模(3)；包覆真空袋，進行抽真空固化處理；

步驟(八)、依次拆除上端框壓環(4)、下端框壓環(5)、外陰模(3)、芯模(1)和分瓣陽模(2)，得到異形網格碳纖維預浸料艙段。

2.根據權利要求1所述的一種異形復合材料網格蒙皮艙段成型方法，其特征在于：所述步驟(二)中，環向筋條深槽區域(9)位于成型模具的彎弧拐角處，環向筋條深槽區域(9)的槽深深于環向筋條平直區域。

3.根據權利要求1所述的一種異形復合材料網格蒙皮艙段成型方法，其特征在于：所述步驟(二)中，碳布預浸料的鋪制方法為：將碳布預浸料放入環向筋條深槽區域(9)的深槽內；沿豎直方向將碳布預浸料分別向上、向下外翻至分瓣陽模(2)表面；外翻長度為10-40mm。

4.根據權利要求1所述的一種異形復合材料網格蒙皮艙段成型方法，其特征在于：所述步驟(三)中，采用碳纖維預浸絲對環向筋條深槽區域(9)填充，直至環向筋條深槽區域(9)內碳纖維預浸絲的厚度高于縱向筋槽槽底部2-6mm。

5.根據權利要求1所述的一種異形復合材料網格蒙皮艙段成型方法，其特征在于：所述步驟(四)中，碳纖維預浸料進行鋪層層數d的計算方法為：

d＝(n×h)/(b×c) (1)

式中，n為纏繞組個數；

h為筋條的高度；

b為碳纖維預浸絲纏繞組數；

c為單層碳纖維預浸料的厚度。

6.根據權利要求1所述的一種異形復合材料網格蒙皮艙段成型方法，其特征在于：所述步驟(五)中，重復步驟(四)的次數N的計算方法為：

N＝S/(L×δ×a×b) (2)

式中，S為環向筋槽與縱向筋槽形成網格筋條截面積；

L為單根預浸絲的寬度；

δ為預浸絲厚度；

a為每層纏入碳纖維預浸絲的根數；

b為碳纖維預浸絲纏繞組數。