[發(fā)明專利]一種適用于Z型結構復合材料的熱隔膜預成型方法

有效

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• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112590241B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設計）人: 陳超;倪敏軒;郭長龍;唐中華;張帥;劉秀;嵇培軍
• 申請（專利權）人: 海鷹空天材料研究院（蘇州）有限責任公司
• 主分類號: B29C70/30
• 分類號: B29C70/30;B29C70/54
• 代理公司: 廣州博聯(lián)知識產權代理有限公司 44663
• 代理人: 孫倩倩

本發(fā)明提出了一種適用于Z型結構復合材料的熱隔膜預成型方法，首先通過初次預成型工裝完成初次成型，然后通過將第一主體工裝倒置后與二次預成型工裝對接完成二次成型，得到預成型體。本發(fā)明借助初次預成型工裝和二次預成型工裝，使得在預浸料的鋪貼不再受限于鋪帶頭或鋪絲頭的尺寸，實現(xiàn)預浸料的穩(wěn)定鋪放，且能夠實現(xiàn)未固化預浸料疊層坯料件的可控轉移，避免了兩次熱隔膜預成型的工裝轉換帶來的預浸料型面失穩(wěn)的風險，保證了Z型結構的精確成形。

技術領域

本發(fā)明涉及復合材料的加工領域，特別是涉及一種適用于Z型結構復合材料的熱隔膜預成型方法。

背景技術

航空航天的特殊應用環(huán)境，決定了其對結構材料不斷追求輕量化。樹脂基復合材料因其突出的比強度、比模量優(yōu)勢，已經(jīng)成為航空航天結構中的首選材料選項。復合材料結構設計一體化的特點使得復合材料除了自身的質輕高強之外，還能夠通過設計不同的增強形式以進一步發(fā)揮高性能纖維的力學性能，如采用不同形式的長桁增強蒙皮結構，其中Z型長桁就是一種典型的長桁形式。在復合材料結構中，Z型結構既可作為增強體固化后膠接用于復合材料結構的增強，也可作為預成型體結構共固化或共膠接用于Z型或J型長桁增強。

傳統(tǒng)上，Z型長桁采用手工鋪貼預成型，其鋪貼過程因存在凹凸外形型面，鋪放成型效率和質量穩(wěn)定性相對較低，難以滿足復合材料結構的進一步拓展應用。而由于Z型結構的特殊結構形式，目前已經(jīng)廣泛采用的自動化成型方法，包括自動鋪帶工藝和自動鋪絲工藝，受限于鋪帶頭和鋪絲頭的尺寸因素，很難實現(xiàn)結構中的90°和45°鋪層的穩(wěn)定鋪放。對于Z型結構，如采用傳統(tǒng)的熱隔膜預成型方法，料片與工裝之間難以實現(xiàn)有效的準確定位和固定措施，無法滿足精準的成型質量保障。

發(fā)明內容

為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種適用于Z型結構復合材料的熱隔膜預成型方法。

本發(fā)明的主要內容包括：

一種適用于Z型結構復合材料的熱隔膜預成型方法，所述Z型結構包括主體部以及折彎設置在所述主體部兩端的緣條部，所述熱隔膜預成型方法包括如下步驟：

初次成型：將預浸料鋪貼在組合狀態(tài)下的初次預成型工裝上后，將分離狀態(tài)下的支撐有預浸料的初次預成型工裝放入熱隔膜預成型設備內進行熱隔膜成型，得到預浸料疊層坯料件；

二次成型：將分離狀態(tài)下的支撐有預浸料疊層坯料件的初次預成型工裝倒置后，與二次預成型工裝對接后，將預浸料疊層坯料件在未固化狀態(tài)下轉移至所述二次預成型工裝上，隨后將支撐有預浸料疊層坯料件的二次預成型工裝放入熱隔膜預成型設備內進行熱隔膜成型，得到預成型體；

其中，所述初次預成型工裝包括第一主體工裝和第一輔助工裝，所述第一主體工裝具有第一主體鋪貼面和第一主緣條面；所述第一輔助工裝包括第一輔助主鋪貼面和第一輔助緣條面；在組合狀態(tài)下，所述第一主體鋪貼面與所述第一輔助主鋪貼面位于同一平面，且所述第一主緣條面與所述第一輔助緣條面拼合；分離狀態(tài)下的支撐有預浸料的初次預成型工裝為支撐有預浸料的第一主體工裝；

所述二次預成型工裝具有第二主體鋪貼面、第二主緣條面和第三主緣條面；初次預成型工裝與二次預成型工裝對接時，使得所述第一主體鋪貼面與所述第二主體鋪貼面相對，且所述第一主緣條面與所述第二主緣條面相對，鋪貼在所述第一主體鋪貼面上的所述預浸料疊層坯料件部分延伸至所述第二主體鋪貼面靠近所述第三主緣條面的一端的外側。

優(yōu)選的，在組合狀態(tài)下，所述第一主體工裝通過固定組件與所述第一輔助工裝組合固定。

優(yōu)選的，所述固定組件為螺栓和螺母。

優(yōu)選的，將分離狀態(tài)下的支撐有預浸料疊層坯料件的初次預成型工裝倒置后，通過定位組件與二次預成型工裝對接。

優(yōu)選的，所述定位組件為定位銷。

優(yōu)選的，所述初次預成型工裝和所述二次預成型工裝為金屬材質或者木料或者樹脂聚合物。