[發明專利]返回式飛船大尺寸扇弧面防熱結構成型工藝方法

在審

• 申請號: 201910271726.1
• 申請日: 2019-04-04
• 公開（公告）號: CN109955501A
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 張璇;張明;韓建超;賴小明;關鑫;張鵬飛;鄭建虎;陶積柏;孫天峰;劉佳;宮頊;張玉生;楊雷;黎昱;徐挺;梁凱;白遠;焦萌
• 申請（專利權）人: 北京衛星制造廠有限公司
• 主分類號: B29C70/44
• 分類號: B29C70/44;B29C70/54;B29L31/30
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 徐輝

1.一種返回式飛船大尺寸扇弧面防熱結構成型工藝方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：配置含膠量2～3％的熱固性樹脂溶液，在每個纖維層表面噴涂樹脂；

步驟2：采用步驟1處理后的纖維層在坯件成型模具完成纖維增強體的三維網絡多孔結構整體成型；坯件成型模具與扇弧面防熱結構坯件凹面形狀匹配；

步驟3：將步驟2所制備的三維網絡多孔結構樹脂涂層完成高溫凝膠反應形成扇弧面防熱結構坯件；

步驟4：在扇弧面維形工裝(1)上放置導氣隔離材料(2)，然后放置扇弧面防熱結構坯件(3)，凹面放置導膠隔離材料(4)并封真空袋(5)；

步驟5：配置含膠量5～50％的酚醛溶液；

步驟6：將步驟4封好的扇弧面維形工裝(1)及真空袋，通過真空軟管接真空泵設備，抽真空，保壓一段時間后，將步驟5配置好的酚醛溶液通導入到扇弧面防熱結構坯件(3)內；

步驟7：關閉進膠通道，真空泵持續抽壓，50～80℃持續加熱，完成溶劑干燥；

步驟8：將真空袋、導膠隔離材料拆除，將扇弧面防熱結構坯件(3)與扇弧面維形工裝分離；

步驟9：將扇弧面防熱結構坯件(3)放入扇弧面成型工裝內，加熱進行溶液-凝膠反應，完成扇弧面防熱結構的剛性骨架結構成型；

步驟10：將酚醛樹脂、催化劑、偶聯劑按比例混合均勻形成反應物溶液；

步驟11：將步驟9形成的扇弧面剛性骨架裝入扇弧面成型工裝內，工裝合模，并抽真空，保壓一段時間后，將步驟10配置好的反應物溶液導入扇弧面成型工裝內，靜置一段時間，完成扇弧面剛性骨架的完全浸潤；

步驟12：將扇弧面剛性骨架、反應物溶液以及扇弧面成型工裝整體加熱，完成溶膠-凝膠反應，形成多孔酚醛樹脂結構；

步驟13：將含有多孔酚醛樹脂結構的扇弧面剛性骨架取出，進行表面清理；

步驟14：將清理后的扇弧面剛性骨架放入清理后的扇弧面成型工裝，合模形成真空系統，進行溶劑烘干處理，完成扇弧面防熱結構坯件成型。

2.如權利要求1所述的返回式飛船大尺寸扇弧面防熱結構成型工藝方法，其特征在于，所述三維網絡多孔結構整體成型采用三維針刺或三維編織成型技術整體成型。

3.如權利要求1或2所述的返回式飛船大尺寸扇弧面防熱結構成型工藝方法，其特征在于，步驟3中的高溫凝膠反應具體為三維網絡多孔結構加熱到80℃～200℃，保溫4h～48h，凸面采用隨形的托盤支撐，凹面采用隨形的金屬壓條壓緊。

4.如權利要求1或2所述的返回式飛船大尺寸扇弧面防熱結構成型工藝方法，其特征在于，所述扇弧面維形工裝與扇弧面坯件的外形型面一致，型面精度優于側壁型面精度；扇弧面維形工裝底部幾何中心設有至少一個注膠接口，每個注膠接口通過閥門控制密閉性，扇弧面維形工裝上部外輪廓設有端面與扇弧面坯件的端面匹配定位。

5.如權利要求4所述的返回式飛船大尺寸扇弧面防熱結構成型工藝方法，其特征在于，扇弧面維形工裝進行耐高溫測試和氣密性測試；要求能耐200℃以上高溫，產品型面區域的氣密性要求真空保壓10分鐘內壓力變化值小于0.01Mpa。

6.如權利要求1或2所述的返回式飛船大尺寸扇弧面防熱結構成型工藝方法，其特征在于，托盤采用鏤空結構，扇弧面防熱結構被覆蓋面不大于外表面30％區域。

7.如權利要求1或2所述的返回式飛船大尺寸扇弧面防熱結構成型工藝方法，其特征在于，扇弧面成型工裝進行高溫保壓測試，合模后保證高溫150℃～250℃，真空度不大于0.02MPa，保壓2h以上。

8.如權利要求1所述的返回式飛船大尺寸扇弧面防熱結構成型工藝方法，其特征在于，酚醛樹脂、催化劑、偶聯劑、溶劑比例為20:1:3.7：60。