[發明專利]一種小型無人機復合材料副翼成型工藝方法

在審

• 申請號: 201910593016.0
• 申請日: 2019-07-03
• 公開（公告）號: CN110193957A
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 趙偉超;孫奇;趙景麗;何穎;段國晨;童話
• 申請（專利權）人: 西安愛生技術集團公司;西北工業大學
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/54;B29C33/38
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 劉新瓊

1.一種小型無人機復合材料副翼成型工藝方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：專用氣囊成型模具的制造

采用CATIA軟件進行專用氣囊成型模具的三維建模和優化設計，將優化后的數字模型進行模具加工；所述專用氣囊成型模具分割為下陰模(1)和上陰模(2)兩部分，下陰模(1)和上陰模(2)通過定位銷及螺栓連接，組合后中間形成一個腔體，所述腔體與待加工的無人機復合材料副翼制件內腔一致；在專用氣囊成型模具左、右兩端設置有第一左擋板(3)和第一右擋板(4)，分別通過螺栓與下陰模(1)和上陰模(2)端面進行定位連接，用于密閉上述腔體；右擋板(4)的中部區域設置有中心孔(5)，用于固定氣囊成型芯模(6)的充、放氣接頭；

步驟2：氣囊芯模(6)的制造

步驟2a：分別啟封下陰模(1)、上陰模(2)、第一左擋板(3)和第一右擋板(4)，對其各個內表面依次涂抹封孔劑和水溶性脫模劑、晾干15min；在下陰模(1)、上陰模(2)的內表面上逐層鋪貼硅橡膠片，形成硅橡膠層；再將含硅橡膠層的下陰模(1)和上陰模(2)進行合模；在第一左擋板(3)和第一右擋板(4)內表面同樣逐層鋪貼硅橡膠片形成硅橡膠層，其中在右擋板(4)內表面上將充、放氣接頭預埋進硅橡膠層內，并嵌入中心孔(5)處；再將上含硅橡膠層的第一左擋板(3)和第一右擋板(4)分別安裝于下陰模(1)、上陰模(2)兩側，形成含腔體的密閉組合體；通過充、放氣接頭將氮氣充入腔體，保壓0.4MPa，對腔內進行氣密性檢測，當5分鐘內泄露的壓力不超過0.017MPa時，將組合體放入真空固化爐中進行硫化：先以1-3℃/min的升溫速率進行升溫，直至達到恒溫溫度180℃，保溫2小時；再以3℃/min的降溫速率進行冷卻降溫，直至55℃以下時出爐；

步驟2b：拆卸第一左擋板(3)和第一右擋板(4)，分離上陰模(2)后，將帶有充、放氣接頭的氣囊芯模(6)從下陰模(1)內表面分離出來，經硅橡膠余邊修整后得到氣囊芯模(6)；當氣囊芯模(6)不滿足使用要求時可利用專用氣囊成型模具重復制造；

步驟3：準備產品整體成型模具

采用CATIA軟件進行產品整體成型模具的三維建模和優化設計，將優化后的數字模型進行模具加工；所述產品整體成型模具沿工藝分離面對前緣進行分塊設計后將其分割為成型下陰模(7)和成型上陰模(8)兩部分；成型下陰模(7)包含整個后緣型面，與成型上陰模(8)配合使用，通過定位銷及螺栓連接方式形成整體組合模具，用于產品的整體成型；在此基礎上，同樣在產品整體成型模具兩端設置成型模具第二左擋板(15)、第二右擋板(16)，便于定位固定氣囊芯模(6)的充、放氣接頭，與產品整體成型模具通過螺紋連接形成密閉組合體；

步驟4：分別啟封產品整體成型模具、第二左擋板和第二右擋板，對其各個內表面依次涂抹封孔劑和水溶性脫模劑、晾干15min；在成型下陰模(7)上逐層鋪貼2層0°/90°碳纖維織物預浸料，前緣處預留多余的預浸料于成型下陰模(7)左側的非成型工作面(14)上，并使用無孔隔離膜隔開，得到下蒙皮預鋪層(9)；在成型上陰模(8)表面逐層鋪貼2層0°/90°碳纖維織物預浸料，得到上蒙皮預鋪層(13)；向氣囊芯模(6)充入氮氣至0.4MPa，待其恒壓后在后緣處鋪貼1層0°/90°碳纖維織物預浸料，得到梁的預鋪層(10)；所述的預浸料存放在-18℃低溫冷藏環境中，且啟封前包裝袋上無冷凝水形成；所述的鋪貼在凈化間進行，凈化間內保持溫度22±4℃，相對濕度不大于65％；

步驟5：在含預浸料的成型下陰模(7)兩端分別安裝第二左擋板(15)、第二右擋板(16)，同時將含預浸料的氣囊芯模(6)置入其中，且充、放氣接頭固定于成型模具右擋板的中心孔處；將輕木零件(11)緊靠梁的預鋪層(10)放置；將50mm寬的0°單向碳帶預浸料卷制成圓柱型實心條狀物填充在輕木零件(11)與成型下陰模(7)之間的空隙處，形成條狀預鋪層(12)；將左側非成型工作面(14)處預留的2層多余預浸料在去除無孔隔離膜后分別逐層翻壓于氣囊芯模(6)上表面；再將含預浸料的成型上陰模(8)和成型下陰模(7)進行組合，形成密閉組合體；

步驟6：將上述密閉組合體放置于真空固化爐中進行固化：先以1-3℃/min的升溫速率進行升溫，直至達到恒溫溫度120℃，保溫1小時；再以3℃/min的降溫速率進行冷卻降溫，直至55℃以下時出爐；

步驟7：拆卸組合體兩端的第二左擋板(15)、第二右擋板(16)，將成型上陰模(8)向上整體脫離，將產品坯體兩端毛刺砂磨干凈，對氣囊芯模(6)進行放氮氣處理后將其從已固化的產品坯體中抽出，再將產品坯體從成型下陰模(7)上脫離，對產品余邊進行外形加工，并砂磨切口進行光整處理，得到小型無人機復合材料副翼產品。