[發(fā)明專利]中空回轉(zhuǎn)體復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的快速整體低成本制造方法

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• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN108032534A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王乾;賈彩霞;張辰;關(guān)振;李營;許朋
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽浦利爾科技有限公司
• 主分類號(hào): B29C70/34
• 分類號(hào): B29C70/34;B29C70/54
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中空回轉(zhuǎn)體復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的快速整體低成本制造方法屬于復(fù)合材料成型技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)域。包括以下步驟；1）加工母模；2）在母模上鋪疊ー層無孔隔離膜；3）待室溫固化后工裝具有一定的硬度后，將封裝體系置于烘箱中固化不少于36h；4）將機(jī)加后的工裝型面進(jìn)行熱循環(huán)處理以消除加工帶來的殘余應(yīng)力；5）針對鋪層設(shè)計(jì)依次鋪疊預(yù)浸料到工裝之上，每隔3?5層真空壓實(shí)30min；6）經(jīng)過真空袋?熱壓罐固化后，除去產(chǎn)品表面的補(bǔ)助材料，完成產(chǎn)品的脫模過程。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)依靠纏繞成型工藝工裝制造周期過長以及工裝制造成本過高的問題，將原有工裝制造周期由傳統(tǒng)意義上的30~45天縮短至工裝制造加零件制造周期總和為21天。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合材料成型技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種中空回轉(zhuǎn)體復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的快速整體低成本制造方法，適用于對內(nèi)型面精度要求嚴(yán)格的中空回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)件的快速整體低成本制造過程。

背景技術(shù)

中空回轉(zhuǎn)體復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的傳統(tǒng)制造方法常采用將復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件分體制造，再通過膠接或裝配過程將分塊零件組合成整體的模式；如若制造整體結(jié)構(gòu)件，為了滿足封裝體系的氣密性，常需采用實(shí)體金屬工裝或者采用機(jī)加實(shí)體內(nèi)部以減輕重量，導(dǎo)致大量原材料的浪費(fèi)、大幅度增加工裝及制造成本等問題，并且由于工裝的加工周期過長以及制造過程的繁瑣使得產(chǎn)品的制造周期較長，無法兼顧中空回轉(zhuǎn)體復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的快速與整體成型兩方面。而實(shí)現(xiàn)中空回轉(zhuǎn)體復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的快速整體成型的關(guān)鍵技術(shù)在于如何在最短的時(shí)間內(nèi)完成工裝的制造并保證封裝體系的氣密性，并且工裝兼具良好的導(dǎo)熱性能和盡可能的輕量化以便滿足后續(xù)鋪疊以及封裝操作的便捷性。目前，國內(nèi)外通常釆用纏繞工藝實(shí)現(xiàn)中空回轉(zhuǎn)體復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的整體成型，但是此工藝工裝制造周期過長以及工裝制造成本過高的問題無法解決，無法實(shí)現(xiàn)中空回轉(zhuǎn)體復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的快速整體低成本制造。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供ー種中空回轉(zhuǎn)體復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的快速整體低成本制造方法，該成型方法可以在實(shí)現(xiàn)中空回轉(zhuǎn)體復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件整體成型的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的快速低成本制造。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案來完成的：

中空回轉(zhuǎn)體復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的快速整體低成本制造方法，其特征在于，包括以下步驟；

1）根據(jù)產(chǎn)品數(shù)模以及工裝尺寸，準(zhǔn)備相應(yīng)大小的發(fā)泡聚苯乙烯坯料，經(jīng)過機(jī)械加工后作為母模；

2）在母模上鋪疊ー層無孔隔離膜后，即在母模表面糊制一定厚度的含填料的快速固化樹脂工裝材料，再以此鋪疊ー層有孔隔離膜、ー層透氣氈以及ー層真空袋后進(jìn)行封裝處理，放置在室溫下固化24h；

3）待室溫固化后工裝具有一定的硬度后，將封裝體系置于烘箱中固化不少于36h，以提升工裝固化度并消除固化產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，根據(jù)產(chǎn)品內(nèi)型面尺寸以及針對工裝材料熱膨脹系數(shù)進(jìn)行的縮比處理，以底面為加工基準(zhǔn)，對固化后的工裝型面進(jìn)行機(jī)加處理；

4）將機(jī)加后的工裝型面進(jìn)行熱循環(huán)處理以消除加工帶來的殘余應(yīng)力，再通過三坐標(biāo)測量以確定工裝型面與理論數(shù)模的匹配性，通過驗(yàn)收后，通過螺接將工裝下法蘭固定在金屬口框之上，并且將另ー金屬口框固定在工裝上法蘭上，組合完畢后即在工裝表面鋪疊ー層單面帶膠聚四氟乙烯玻璃布；

5）針對鋪層設(shè)計(jì)依次鋪疊預(yù)浸料到工裝之上，每隔3-5層真空壓實(shí)30min，待所有鋪層鋪疊完畢，依次在其上鋪疊ー層四氟布和一層無孔隔離膜，然后將工裝連同坯料整體包括工裝內(nèi)腔包裹ー層透氣氈，并釆用真空筒袋將整個(gè)體系包裹起來形成完成的真空封裝體系；

6）經(jīng)過真空袋-熱壓罐固化后，除去產(chǎn)品表面的補(bǔ)助材料，拆除上法蘭上側(cè)的金屬蓋板，采用工具翹曲下法蘭余量區(qū)域，完成產(chǎn)品的脫模過程。