[發明專利]一種復合材料曲面加筋壁板一體化成型模具及制造方法

有效

• 申請號: 202011322829.5
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112659418B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 田智立;張濤
• 申請（專利權）人: 航天特種材料及工藝技術研究所
• 主分類號: B29C33/42
• 分類號: B29C33/42;B29C70/34;B29C70/54
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理有限公司 11200
• 代理人: 李文濤

本發明公開一種復合材料曲面加筋壁板一體化成型模具及制造方法，屬于結構復合材料制造技術領域技術領域，該模具包括上模、下模和至少一個芯塊模；該上模上包含復合材料曲面加筋壁板型面特征結構和與下模限位配合特征結構；該芯塊模的配合面為傾斜面，該芯塊模與下模為凹凸配合。利用該模具對復合材料曲面加筋壁板進行一體化制造，能夠減少復合材料曲面加筋壁板后續機加工序，提高復合材料曲面加筋壁板制造效率和制造質量。

技術領域

本發明屬于結構復合材料制造技術領域技術領域，特別涉及一種復合材料曲面加筋壁板一體化成型模具及制造方法。

背景技術

加筋壁板結構作為各類航空航天結構常用的結構形式，其結構輕量化水平、工藝可制造性、制造效率和成本是夯實和拓展其應用范圍的關鍵。目前，采用金屬材質制作的加筋壁板結構重量較大，降低了整體系統的輕量化水平；采用復合材料制作的加筋壁板結構制造效率較低、成本較高。因此，如何保證加筋壁板結構同時具備較高的輕量化水平和工藝可制造型，即為相關業者所亟待解決的問題所在。

發明內容

本發明的目的在于提供一種復合材料曲面加筋壁板一體化成型模具及制造方法，減少復合材料曲面加筋壁板后續機加工序，提高復合材料曲面加筋壁板制造效率和制造質量。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種復合材料曲面加筋壁板一體化成型模具，包括上模、下模和至少一個芯塊模；該上模上包含復合材料曲面加筋壁板型面特征結構和與下模限位配合特征結構；該芯塊模的配合面為傾斜面，該芯塊模與下模為凹凸配合。

進一步地，成型模具的材質選用P20鋼材、經調制和熱處理的45#鋼材等，該模具采用硬度更大的鋼材機加而成。

進一步地，所述鋼材的硬度HRC應不低于25。

一種復合材料曲面加筋壁板一體化制造方法，基于上述成型模具，包括以下步驟：

打開成型模具的上模、下模和芯塊模；

設置芯塊模的配合面角度，使之具備當熱壓機垂直下壓時產生壓力的側向分力；

向成型模具中加入復合材料，鋪設復合材料筋條，并在芯塊模上鋪貼盒型件，對盒型件多次抽真空預壓；

合模，熱壓機垂直下壓，利用芯塊模的配合面產生的側向分力，以對加強筋側面加壓；

達到預設時間后開模，得到復合材料曲面加筋壁板。

進一步地，芯塊模的配合面角度為與豎向的夾角不大于45°。

進一步地，復合材料為全碳纖維增強樹脂基復合材料。

進一步地，盒型件厚度不超過2.5mm。

進一步地，在芯塊模上鋪貼盒型件時，每次真空預壓鋪層數量不大于5層。

進一步地，當復合材料加筋厚度小于10mm時，采用盒型件和預壓筋條共固化的整體成型。

進一步地，當復合材料加筋厚度大于10mm時，采用將筋條預固化，使筋條具備較好的內部壓實質量和一定比例的固化交聯度，再將預固化的筋條與盒型件采用共膠結的整體工藝成型。