[發(fā)明專利]一種薄壁異形復合材料承力管的制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010782187.0
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN111941827A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設計）人: 周海峰;鞠金山;李強;朱善璋;姚芮;董莉
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十八研究所
• 主分類號: B29C64/10
• 分類號: B29C64/10;B29C33/38;B29C70/34;B29C70/54;B33Y10/00;B29L23/00
• 代理公司: 合肥昊晟德專利代理事務所(普通合伙) 34153
• 代理人: 王瑞

本發(fā)明公開一種薄壁異形復合材料承力管的制造方法，包括步驟：依據(jù)所要制造的薄壁異形復合材料承力管，設計芯模的三維圖；對芯模的三維圖進行處理，通過3D打印獲得芯模；以芯模為模具制得到外模具；在芯模外表面逐層依次鋪貼脫模布和預浸料；在外模具內(nèi)表面鋪貼脫模布；將芯模放置入外模具內(nèi)，密封芯模和外模具；對芯模和外模具進行升溫和保溫，待預浸料完全固化后，獲得含有芯模的薄壁異形復合材料承力管；將含有芯模的薄壁異形復合材料承力管浸泡于水溶液中，取出薄壁異形復合材料承力管并烘干；本發(fā)明實現(xiàn)了薄壁異形復合材料承力管的整體成型，解決了此類復合材料構件無法整體成型的難點，同時優(yōu)化了制造工序，克服其脫模困難。

技術領域

本發(fā)明涉及承力管制造技術領域，具體涉及一種薄壁異形復合材料承力管的制造方法。

背景技術

復合材料與金屬相比具有高比強度、高比模量、力學性能可設計性、易于整體成型加工以及隱身等優(yōu)良特性，在航空結構上的應用取得了突出的減重效果和綜合性能。隨著航空技術的飛速發(fā)展，復合材料在無人機上的應用已從次承力結構逐漸發(fā)展到了主承力結構上。復合材料零部件在制造時，需要借助模具在一定的溫度和壓力下保證熔融的高分子樹脂在纖維之間充分流動填充，并在模具的輔助下冷卻固化成形，最終脫去模具得到最后的產(chǎn)品。

因此，對于異形薄壁的復合材料承力管存在著模具制造困難、脫模不易、產(chǎn)品易損傷的缺點，并且采用常規(guī)方法無法整體成型造成其工序復雜、結構缺陷導致其力學性能下降。

鑒于上述缺陷，本發(fā)明創(chuàng)作者經(jīng)過長時間的研究和實踐終于獲得了本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術缺陷，本發(fā)明采用的技術方案在于，提供一種薄壁異形復合材料承力管的制造方法，包括步驟：

S1，依據(jù)所要制造的薄壁異形復合材料承力管，設計芯模的三維圖；

S2，對所述芯模的三維圖進行處理，通過3D打印獲得所述芯模；

S3，所述芯模為模具制得到外模具；

S4，在所述芯模外表面逐層依次鋪貼脫模布和預浸料；

S5，在所述外模具內(nèi)表面鋪貼脫模布；

S6，將所述芯模放置入所述外模具內(nèi)，將所述芯模和所述外模具密封包裹并預留真空導入口；

S7，對所述芯模和所述外模具進行升溫和保溫，待所述預浸料完全固化后，開始降溫，在降溫過程中保持真空壓力，移除所述外模具獲得含有所述芯模的所述薄壁異形復合材料承力管；

S8，將含有所述芯模的所述薄壁異形復合材料承力管浸泡于水溶液中；

S9，所述芯模完全溶解后，取出所述薄壁異形復合材料承力管并烘干。

較佳的，通過設置鋪設層實現(xiàn)所述芯模和所述外模具的密封包裹，所述鋪設層包括由內(nèi)向外依次設置的透氣氈、隔離膜和真空袋膜。

較佳的，所述芯模所用的材料為可水溶解并且能夠在高于130℃時熔融流動的高分子材料。

較佳的，所述芯模的材料為聚乙烯醇。

較佳的，所述預浸料的材料為中溫固化環(huán)氧樹脂/碳纖維。

與現(xiàn)有技術比較本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明將3D打印技術與復合材料成型方法結合，以可水溶的高分子材料為模具材料，通過3D打印出可水溶解的芯模，并在芯模表面翻制外模具，通過外模具和芯模組合，采取復合材料常規(guī)的成型及鋪層方法，完成復合材料承力管的鋪層，實現(xiàn)了薄壁異形復合材料承力管的整體成型，解決了此類復合材料構件無法整體成型的難點，同時優(yōu)化了制造工序，克服其脫模困難，另外一方面，采用可膨脹的芯模材料，承力管在固化時高分子樹脂受到膨脹擠壓，獲得的產(chǎn)品其纖維致密度也得到大幅提升，力學性能提高。

附圖說明