[發(fā)明專利]一種航空夾層復(fù)合材料PMI泡沫的熱彎成型方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011076057.1
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112297401A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王明宇;吳霞;劉影;馬軍;方路平;郭鵬亮;王德盼;李文輝;高慧聰;龍清;李萍;李延平;辛洪南;任衛(wèi)安
• 申請（專利權(quán)）人: 江西洪都航空工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號: B29C51/10
• 分類號: B29C51/10;B29C51/36
• 代理公司: 南昌新天下專利商標(biāo)代理有限公司 36115
• 代理人: 王燕

本發(fā)明涉及一種航空夾層復(fù)合材料PMI泡沫的熱彎成型方法，實現(xiàn)多曲面PMI泡沫的整體成型，屬于航空夾層復(fù)合材料制造領(lǐng)域。該方法步驟在于：（1）、制作成型平臺及模具；（2）、根據(jù)模具尺寸裁剪PMI泡沫板；（3）、根據(jù)模具尺寸及PMI泡沫板尺寸，裁剪橡膠膜；（4）、將PMI泡沫板置于模具上，然后用橡膠膜覆蓋PMI泡沫板和模具，用耐高溫密封膠條將橡膠膜固定密封于成型平臺上，通過真空接嘴與真空系統(tǒng)連接；（5）、成型過程中，當(dāng)PMI泡沫板升溫至軟化點時，通過抽真空系統(tǒng)使橡膠膜與PMI泡沫板及模具貼合。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種航空夾層復(fù)合材料PMI泡沫的熱彎成型方法，實現(xiàn)多曲面PMI泡沫的整體成型，屬于航空夾層復(fù)合材料制造領(lǐng)域。

背景技術(shù)

夾層復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、承載能力高、耐重量輕、抗彎剛度高等優(yōu)良的性能，已在航空領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。PMI泡沫為相同密度條件下比強(qiáng)度、比模量最高的泡沫材料，具有耐高溫、各向同行、抗蠕變等優(yōu)異性能，已成為航空夾層復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的主要填充材料。

為滿足飛機(jī)氣體外形要求，航空夾層復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件多為多曲率構(gòu)件，該類構(gòu)件所用PMI泡沫目前主要通過數(shù)控加工或分塊拼接制造。然而采用數(shù)控加工，制造成本高昂，材料利用率低，并存在易崩裂、表面掉渣、薄壁零件難加工等問題；采用分塊拼接，則在復(fù)合材料內(nèi)部將出現(xiàn)明顯的拼接縫，影響零件質(zhì)量和整體強(qiáng)度，且降低了PMI泡沫的使用優(yōu)勢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種航空夾層復(fù)合材料PMI泡沫的熱彎成型方法，采用真空吸附熱彎法，實現(xiàn)多曲率PMI泡沫結(jié)構(gòu)整體快速成型，該方法具有操作簡單、成本低、成型質(zhì)量高的特點。

本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案：一種航空夾層復(fù)合材料PMI泡沫的熱彎成型方法，該方法步驟在于：

（1）、制作成型平臺及模具；

（2）、根據(jù)模具尺寸裁剪PMI泡沫板；

（3）、根據(jù)模具尺寸及PMI泡沫板尺寸，裁剪橡膠膜；

（4）、將PMI泡沫板置于模具上，然后用橡膠膜覆蓋PMI泡沫板和模具，用耐高溫密封膠條將橡膠膜固定密封于成型平臺上，通過真空接嘴與真空系統(tǒng)連接；

（5）、成型過程中，當(dāng)PMI泡沫板升溫至軟化點時，通過抽真空系統(tǒng)使橡膠膜與PMI泡沫板及模具貼合。

進(jìn)一步的，在步驟（1）中：模具公差取±0.1mm。

進(jìn)一步的，在步驟（2）中：PMI平板材厚度不大于10mm。

進(jìn)一步的，PMI泡沫板尺寸小于模具的尺寸。

進(jìn)一步的，在步驟（3）中：橡膠膜面積為模具面積的1.5-2倍。

進(jìn)一步的，在步驟（5）中軟化點的溫度為160～190℃。

進(jìn)一步的，在步驟（5）的具體參數(shù)為：先抽真空至-0.02 ～-0.04MPa并保持3-5min，再抽真空至-0.05 ～-0.07MPa并保持3-5min，再抽真空至-0.09 ～-0.1MPa使得PMI泡沫板及模具貼合，最后保溫保壓5-10min，降溫卸壓取出制件。

進(jìn)一步的，所述模具為陽模。

根據(jù)夾層構(gòu)件中PMI泡沫的外形尺寸制造相應(yīng)的成型模具，采用一種具有耐高溫、高彈性、可重復(fù)使用特性的橡膠膜（橡膠膜厚度0.5mm～2mm），通過成型平臺構(gòu)建密閉型腔。然后利用PMI泡沫在高溫下的可塑性，將PMI泡沫板加熱至軟化溫度，并分步施加真空壓力，使得PMI泡沫板逐漸與成型模具貼合。最后保壓一定時間，冷卻后即可得到所需要形狀的PMI泡沫多曲率結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的有益效果