[發明專利]全長度復合材料翼梁的固化爐成型工藝

有效

• 申請號: 202011438566.4
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112606426B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 馬瑛劍;黃光維;高曉穎
• 申請（專利權）人: 中航通用飛機有限責任公司珠海復合材料科技分公司
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/54;B29C70/10;B29L31/30
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 盧澤明

1.全長度復合材料翼梁的固化爐成型工藝，其特征在于，按照如下步驟進行：

S1、選取全長度復合材料翼梁鋪層工裝，所述全長度復合材料翼梁鋪層工裝上設有鋪裝區域和未鋪裝區域，所述鋪裝區域包括設于其上的腹板結構區域和分別設于所述腹板結構區域兩側的緣條區域，所述未鋪裝區域是指腹板結構區域以及緣條區域之外不形成零件的區域；根據全長度復合材料翼梁的設計要求裁剪所需的編織布和成型輔助材料，所述成型輔助材料包括密封膠帶、四氟乙烯布、有孔隔離膜、無紡布、厚透氣氈、玻纖絲束、透氣織物、熱電偶以及脫模劑；

S2、在所述腹板結構區域先鋪貼一層裁剪完成的第一預設角度編織布，所述第一預設角度編織布的碳纖維排布角度為±45°，接著在所述緣條區域分別鋪貼一層裁剪完成的第二預設角度編織布，所述第二預設角度編織布的碳纖維排布角度為0°，所述第二預設角度編織布搭接鋪貼于所 述第一預設角度編織布上，形成一層完整的編織布層，然后在完整的編織布層上鋪設抽真空冷壓實用成型輔助材料進行抽真空冷壓實；

S3、在鋪貼過程中，重復所述步驟S2鋪貼的編織布層數至所述全長度復合材料翼梁的多層編織布總層數的三分之一層完成，然后將鋪貼完成的總層數的三分之一層編織布進行熱壓實，接著繼續重復步驟S2鋪貼的編織布層數至所述全長度復合材料翼梁的多層編織布總層數的三分之二層完成，將鋪貼完成的總層數的三分之二層編織布進行熱壓實，接著重復步驟S2至所述全長度復合材料翼梁的多層編織布全部鋪貼完成，制得實體層壓件，所述三分之一層和三分之二層的層數均為整數；

S4、在全長度復合材料翼梁鋪層工裝完成步驟S3的余量區由下至上依次放置透氣材料和真空袋薄膜，并將真空袋薄膜與全長度復合材料翼梁鋪層工裝之間密封，接著在成型工裝上按照要求布置熱電偶，制成翼梁制件，然后對翼梁制件進行真空滲漏檢查，在不滲漏的情況下將翼梁制件抽真空并保持至少2小時；

S5、將完成步驟S4的翼梁制件再次進行真空滲漏檢測，在不滲漏的情況下將完成再次真空滲漏檢測合格的所述翼梁制件置入固化爐中進行固化，在固化時保持真空度至固化結束后且工裝降溫至室溫時卸壓，并從固化爐中取出剝離輔助材料，制得全長度復合材料翼梁。

2.根據權利要求1所述的全長度復合材料翼梁的固化爐成型工藝，其特征在于：所述全長度復合材料翼梁的編織布總鋪貼層數為224層。

3.根據權利要求1所述的全長度復合材料翼梁的固化爐成型工藝，其特征在于：在所述步驟S2和S3中，所述全長度復合材料翼梁設有拐角處，對跨越拐角處的所有第二預設角度編織布，在拐角處從腹板結構區域所在的一側向緣條區域方向剪口，在拐角處每鋪貼完一層所述第二預設角度編織布后，再多鋪貼一層第二預設角度編織布，增加的第二預設角度編織布的剪口與原鋪貼的第二預設角度編織布的剪口錯開設置。

4.根據權利要求3所述的全長度復合材料翼梁的固化爐成型工藝，其特征在于：增加的第二預設角度編織布的剪口與原鋪貼的第二預設角度編織布的剪口之間的間隔距離為4～8mm，增加的第二預設角度編織布鋪貼的范圍為拐角處兩側各50～80mm。

5.根據權利要求1所述的全長度復合材料翼梁的固化爐成型工藝，其特征在于：所述步驟S2中鋪貼每層完整的編織布層時的條件是：鋪貼溫度18℃～22℃，環境濕度小于65％的可控環境；所述步驟S2中的抽真空冷壓實的條件是：真空度不小于0.08Mpa，抽真空時間至少15min；所述步驟S2中抽真空冷壓實用成型材料輔助材料包括四氟乙烯布、有孔隔離膜和透氣織物，其中，四氟乙烯布、有孔隔離膜、透氣織物由所述完整的編織布層從下到上依次設置。

6.根據權利要求1所述的全長度復合材料翼梁的固化爐成型工藝，其特征在于：所述步驟S3中熱壓實的熱壓條件是：熱壓實溫度40±2℃，真空度不小于0.0745Mpa，抽真空熱壓時間至少15min；在所述步驟S3中，每鋪貼完成3－5層完整的編織布層后，需要在待成型零件的余量區放置導氣材料，所述導氣材料與所述全長度復合材料翼梁鋪層工裝的未鋪裝區域相連，然后繼續重復所述步驟S2。

7.根據權利要求1所述的全長度復合材料翼梁的固化爐成型工藝，其特征在于，所述步驟S5中真空滲漏檢查的條件是：抽真空時，所述實體層壓件的真空度不低于0.08Mpa，真空表的讀數下降速率不應當超過6.77Kpa/5min；所述步驟S5中固化爐內的固化過程如下：

S51、在開始固化時的半小時內固化爐的真空度需達到并保持在0.074MPa，開始固化時的1.6h內將固化爐內的溫度由室溫20+/－5℃升高至80+/－5℃，升溫速率保持在0.2－0.8℃/min，然后保溫4－5h；

S52、完成步驟S51后，在1h內將固化爐的溫度升高至100+/－5℃，升溫速率為0.2－0.8℃/min，保溫至少1小時；

S53、完成步驟S52后，在1.4h內將固化爐的溫度升高至130+/－5℃，升溫速率為0.2－0.8℃/min，保溫至少2小時；

S54、完成步驟S53后，在第16 .5h時開始卸壓至固化爐內外壓強一致，降低固化爐的溫度，降溫速率小于等于3℃/min，當固化爐的溫度降低至60℃及以下，卸去固化爐內的真空度，將實體層壓件從固化爐內取出即制得大尺寸的全長度復合材料機翼梁。