[發明專利]一種變厚度復合材料工件的制備方法

有效

• 申請號: 202110049751.2
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112721238B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 陳冠旭;李淑萍;馬剛;趙立杰
• 申請（專利權）人: 遼寧通用航空研究院;沈陽航空航天大學;遼寧銳翔通用飛機制造有限公司
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/54;B29C33/60;B29C37/00;B29C35/02;B29B13/10
• 代理公司: 沈陽維特專利商標事務所(普通合伙) 21229
• 代理人: 李娜

本發明提供了一種變厚度復合材料工件的制備方法，包括如下步驟，步驟1：采用兩個壓制模塊組成的模具，對該模具涂抹脫模劑；步驟2：制備變厚度復合材料構件及拼接單元；步驟3：將復合材料構件、拼接單元及模具組裝放入模壓機中，調整模壓機參數成型。通過對原有模具的高效利用，減少了試驗資金及時間的浪費。與原加工過程相比，只需添加原有工件成型前的組裝拼接過程的設計，相較于耗費大量資金、時間制作新模具，使用原模具加隔離膜的使用，使得目標件的特殊面與相應的部分形成凹凸部相互咬合，仍可以在原有模具中陰陽合模熱壓成型，大大提高了模具的可利用性。

技術領域

本發明屬于復合材料成型技術領域，具體為一種變厚度復合材料工件的制備方法。

背景技術

在復合材料各類工件制作的過程中，常常由于加工工藝、模具本身、成型條件等因素，對處理變厚度工件存在一定困難，即使耗費了大量的人力、資金和時間所制作出的工件也難免會出現材料分層、貧膠、劈裂等現象，制作缺陷會導致復材工件的強度、剛度、穩定性能出現不同幅度的下降,對單向纖維制件影響尤為嚴重。對于特殊的加工面，傳統方式有兩大類，一類就是加大資金投入，制作更為復雜的模具，進而彌補簡單模具在制作復材工件上的缺陷，滿足加工要求，達到一體成型的目的。第二類即通過優化設計方案來解決在具體成型工藝中難以加工的部分。傳統解決方案無疑是對于項目資金以及時間的巨大消耗。

發明內容

鑒于上述問題，本發明提供了一種變厚度復合材料工件的制備方法。該方法基于一種現有的模具，可以生產更多種類變厚度面復合材料工件的加工，擴大了該模具的適用范圍，尤其適合研制階段更改頻繁，周期緊的情況。具體方案為：基于模壓成型的單一固定模具，所述的模具包括兩個壓制模塊，壓制模塊裝配后形成一壓制空間用于放置待壓制工件，所述的工件本體與多個拼接單元組成的整體形狀與所述壓制空間相匹配。包括如下步驟，

步驟1：采用兩個壓制模塊組成的模具，對該模具涂抹脫模劑；

步驟2：制備變厚度復合材料構件及拼接單元；

步驟3：將復合材料構件、拼接單元及模具組裝放入模壓機，調整模壓機參數成型。

進一步地，在模具內部均勻涂抹脫模劑，涂抹均勻，待完全風干后進行下一次涂抹，共計5次。

進一步地，步驟2中，采用熱塑性復合材料片料，裁成細條形原料，進行多層鋪層，形成與該模具空間匹配的原始工件，將原始工件切割成變厚度工件單元(制件)與拼接工件單元。

進一步地，采用記號筆標記不同鋪層所需截斷的位置。

進一步地，在變厚度工件與拼接單元接觸表面鋪貼后再鋪貼隔離膜，然后將其放入模具內。

進一步地，模壓機內操作包括如下幾個階段：

1)保溫階段:調整模壓機第一階段目標溫度108度，升溫時間40分鐘，開始加熱直至溫度升高108度，控停設備保溫20分鐘，保證模具內部溫度傳遞均勻；保溫后迅速調溫至140度，保溫30分鐘，二次預熱以保證材料受熱充分，為排氣工作做準備。

2)排氣:保溫曲線全部施加完畢后，根據預設參數模壓機以3MPa持續壓制模具，反復4-6次，將材料內存在的氣泡排除。

3)成型:排氣后根據預設第三階段曲線，繼續升溫到195度，保溫30分鐘，升溫過程調整為1小時；模壓機以6MPa壓力進行壓制，并保持壓力，等待預設三階段全部完畢后，切斷溫度電源，待冷卻至室溫開模、脫模。對制件表面打磨，除掉多余的樹脂，使表面光滑。

進一步地，采用模具表面涂脫模劑，拼接單元與制件之間放置隔離膜。

進一步地，所述的鋪層方式為