[發明專利]一種碳纖維蜂窩夾心復合材料構件的成型方法

在審

• 申請號: 202011065170.X
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112454938A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 徐偉偉;文友誼;李婭媛;陳苗苗;成李冰
• 申請（專利權）人: 成都飛機工業（集團）有限責任公司
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/44;B29C70/54
• 代理公司: 成都君合集專利代理事務所(普通合伙) 51228
• 代理人: 尹新路

本發明提出了一種適用于碳纖維蜂窩夾芯復合材料構件的成型方法，首先將蜂窩芯材毛坯加工至所需形狀輪廓；然后在蜂窩芯外表面鋪貼膠膜，通過預固化得到蜂窩芯預制件；然后進行下蒙皮預浸料鋪貼，鋪貼完成后封裝真空袋壓實，壓實后將蜂窩芯預制件放置在相應區域，使蜂窩芯預制件貼實下蒙皮；然后進行上蒙皮預浸料的鋪貼，鋪貼完成后封裝真空袋整體共固化成型，脫模后得到相應的碳纖維夾芯復合材料構件。本發明解決了傳統成型方法中因多次進入熱壓罐分步完成下蒙皮、整體構件固化所導致的制造成本高、周期長的問題，同時降低產品在成型過程中出現表面凹陷、纖維屈曲及蒙皮疏松缺陷的質量風險，有效提升產品表面平整度和性能。

技術領域

本發明屬于復合材料構件成型技術領域，具體地說，涉及一種碳纖維蜂窩夾心復合材料構件的成型方法。

背景技術

目前，碳纖維復合材料由于其優良的高比強度、高比模量、可設計性和抗疲勞性等性能，已經被廣泛應用在航空、航天、汽車等多個領域。而碳纖維蜂窩夾芯復合材料作為復合材料在各領域應用的一種典型結構，具有良好的抗沖擊性和減重效果，其一般由下蒙皮、蜂窩芯芯、上蒙皮三部分組合形成一個結構整體（如圖1所示）。

對于碳纖維蜂窩夾芯復合材料構件特別是具有復雜型面的蜂窩夾芯復合材料構件，傳統的成型工藝主要有兩種：一種是分步完成下蒙皮的鋪疊及固化成型，蜂窩芯組裝定位，再在蜂窩芯上進行上蒙皮的鋪疊，并進行整體固化；另一種則是按順序完成下蒙皮的鋪疊、蜂窩芯的組裝及上蒙皮的鋪疊后進行整體固化成型。

在第一種成型方法下，產品需多次進行熱壓罐固化，制造成本高、周期長。且由于蜂窩芯的結構特點（如圖2所示），產品上蒙皮在固化過程受熱、受壓極易出現纖維屈曲（如圖3所示），并在表面出現不同程度的凹陷。

在第二種成型方法下，由于蜂窩芯的結構特點，下蒙皮在固化過程中僅可在芯格壁處受壓，極易造成蜂窩芯下蒙皮出現大面積疏松缺陷，同時蜂窩芯易出現塌陷風險，除此之外，與上述第一種制造方法相似，產品上、下蒙皮在固化過程受熱、受壓極易出現纖維屈曲（如圖3所示），并在表面出現不同程度的凹陷。

因此，針對上述問題，非常有必要提供一種新的碳纖維蜂窩夾芯復合材料構件成型方法，以降低復合材料構件制造成本，縮短產品制造周期，提高產品質量。

發明內容

本發明針對現有技術的上述存在的成本高、周期長、產品極易出現質量缺陷的問題，提出了一種碳纖維蜂窩夾心復合材料構件的成型方法，通過改變成型方法，實現了快速穩定的制造碳纖維蜂窩夾心復合材料，降低了成本的同時，還避免了出現纖維屈曲。

本發明具體實現內容如下：

一種碳纖維蜂窩夾心復合材料構件的成型方法，所述碳纖維蜂窩夾芯復合材料包括上蒙皮、蜂窩芯、下蒙皮，所述成型方法包括以下步驟：

步驟一：通過切割、打磨的方式將蜂窩芯毛坯加工至所需形狀輪廓；

步驟二：在蜂窩芯毛坯加工為所需的形狀輪廓后，在蜂窩芯毛坯外表面均勻鋪貼一層膠膜，然后封裝真空袋，抽真空進行預固化，得到蜂窩芯的預制件；

步驟三，按照結構要求對下蒙皮進行進行預浸料的鋪貼，鋪貼完成后封裝真空袋，在熱壓罐內進行壓實，壓實后在下蒙皮上標識出蜂窩芯的預制件放置區域；

步驟四，將蜂窩芯的預制件放置在下蒙皮上的預制件放置區域，確保蜂窩芯的預制件貼實下蒙皮；

步驟五，按照結構要求對上蒙皮進行預浸料的鋪貼，鋪貼完成后將上蒙皮、蜂窩芯、下蒙皮整體封裝真空袋進行整體共固化成型，脫模后得到相應的碳纖維夾芯復合材料構件。

為了更好地實現本發明，進一步地，在所述步驟四中，在下蒙皮上的預制件放置區域鋪貼一層膠膜，然后將下蒙皮上的預制件放置區域上的膠膜熱軟化后，再將蜂窩芯的預制件放置在上，通過壓實進行貼實；

當經過步驟四以后，再在蜂窩芯的預制件上表面平整鋪貼一層膠膜，然后再進行在所述步驟五的操作。