[發(fā)明專利]一種用于復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的發(fā)泡膠填充方法

有效

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• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112829161B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何可馨;蘇震宇;邱啟艷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空制造技術(shù)研究院
• 主分類號: B29C44/12
• 分類號: B29C44/12;B29C44/34;B29C44/60
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本發(fā)明涉及一種用于復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的發(fā)泡膠填充方法，包括如下步驟：將蜂窩芯貼模側(cè)鋪放一層帶狀發(fā)泡膠，加熱并擠壓至蜂窩芯的填充腔內(nèi)，且蜂窩芯與模具之間鋪設(shè)單層隔離膜；將蜂窩芯的非貼模側(cè)填充粉狀發(fā)泡膠，且鋪設(shè)多層隔離膜；將成型模具放入固化成型設(shè)備進(jìn)行發(fā)泡膠加熱固化。本發(fā)明所述的用于復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的發(fā)泡膠填充方法，能夠消除復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)制件因先預(yù)粘后發(fā)泡工序，只束縛一側(cè)發(fā)泡面，另一側(cè)無束縛，發(fā)泡膠固化收縮產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，避免在填充發(fā)泡膠的過程中在蜂窩芯的填充腔內(nèi)產(chǎn)生裹氣，提高填充質(zhì)量及效率。因蜂窩芯單獨(dú)成型，取消預(yù)粘工序，降低了復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的制造成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合材料制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的發(fā)泡膠填充方法。

背景技術(shù)

復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)是一種高比剛度性能的結(jié)構(gòu)形式，廣泛用于航空航天飛行器結(jié)構(gòu)中。復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)中為了裝配需求常常需要將釘區(qū)的蜂窩芯填充發(fā)泡膠。傳統(tǒng)的成型工藝方法通常采用已固化外蒙皮與蜂窩芯預(yù)粘，再將蜂窩芯填充發(fā)泡膠進(jìn)行發(fā)泡膠固化工藝，最后與內(nèi)蒙皮膠接。由于外蒙皮預(yù)粘蜂窩后使結(jié)構(gòu)不對稱發(fā)生制件向預(yù)粘蜂窩側(cè)彎曲，膠接過程往往會對變形進(jìn)行修正，然而發(fā)泡膠殘余應(yīng)力會隨時間釋放，使制件再度變形。對于大曲率，大面積蜂窩芯夾層結(jié)構(gòu)，尤為明顯。且傳統(tǒng)工藝，預(yù)粘后，蜂窩芯填充腔一側(cè)被外蒙皮封閉，填充發(fā)泡膠的過程中蜂窩芯填充腔內(nèi)裹氣，導(dǎo)致發(fā)泡膠不容易完全填充，且在發(fā)泡過程中，包裹氣體隨溫度上升體積增大，導(dǎo)致發(fā)泡膠從蜂窩芯填充腔外溢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的發(fā)泡膠填充方法。該用于復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的發(fā)泡膠填充方法，能夠消除復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)制件成型時，由于先預(yù)粘后發(fā)泡工序，只束縛一側(cè)發(fā)泡面，另一側(cè)無束縛，發(fā)泡膠固化收縮產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。避免在填充發(fā)泡膠的過程中在蜂窩芯的填充腔內(nèi)發(fā)生裹氣，提高填充質(zhì)量及效率。因蜂窩芯單獨(dú)成型，取消預(yù)粘工序，降低了復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的制造成本。

本發(fā)明的實(shí)施例提出了一種用于復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的發(fā)泡膠填充方法，所述蜂窩芯在其厚度方向上相對布置有貼模側(cè)和非貼模側(cè)，且蜂窩芯內(nèi)部具有填充腔，所述用于復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的發(fā)泡膠填充方法包括如下步驟：

S1：在蜂窩芯的貼模側(cè)鋪放帶狀發(fā)泡膠，將帶狀發(fā)泡膠加熱并擠壓至所述蜂窩芯的填充腔內(nèi)；

S2：將S1中所述蜂窩芯置于模具上，且所述蜂窩芯與所述模具之間鋪設(shè)有單層隔離層；

S3：將S2中所述蜂窩芯的非貼模側(cè)鋪放粉狀發(fā)泡膠，所述粉狀發(fā)泡膠填充至所述蜂窩芯的填充腔內(nèi)；

S4：在S3中所述蜂窩芯的非貼模側(cè)鋪放多層隔離層；

S5：將模具放入固化成型設(shè)備按照預(yù)設(shè)固化過程和預(yù)設(shè)固化參數(shù)進(jìn)行發(fā)泡膠加熱固化。

優(yōu)選地，所述帶狀發(fā)泡膠與粉狀發(fā)泡膠種類相同。

優(yōu)選地，所述隔離層的材料為透氣材料。

優(yōu)選地，所述蜂窩芯的材料為芳綸紙。

優(yōu)選地，所述帶狀發(fā)泡膠的固化溫度為T1，所述粉狀發(fā)泡膠的固化溫度為T2，T1＝T2且120℃≤T1≤180℃。

優(yōu)選地，所述蜂窩芯的固化溫度為T3，且T3≤T1。

優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)固化過程為：常溫抽真空，加壓，卸真空，加熱，保溫和降溫。

優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)固化參數(shù)為：加壓至0.15MPa，加熱溫度為T1，保溫1～3h，降溫至60℃以下。

優(yōu)選地，所述固化成型設(shè)備為熱壓罐。

綜上，本發(fā)明的用于復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的發(fā)泡膠填充方法，具有如下有益效果：