[發明專利]一種J字型復合材料加強筋的制造方法

有效

• 申請號: 202110379336.3
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113510948B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 王一奇;王強;侯曉峰;卜聰;高航
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B29C70/68
• 分類號: B29C70/68
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 魯保良;李洪福

本發明公開了一種J字型復合材料加強筋的制造方法，包括以下步驟：制備平面預制體；成型反C字型件預制體；成型反Z字型件預制體；拼合J字型復合材料加強筋；固化J字型復合材料加強筋。本發明通過一次鋪放2?3層預浸料、多次鋪放的方法制備碳纖維復合材料預制體，解決了逐層鋪放成型效率低的問題。本發明將反Z字型件預制體分成兩步成型，其中反Z字型件半成品配套模具的鈍角設計使得在熱隔膜成型中隔膜能夠將預制體壓實到模具表面而不產生架橋，克服了熱隔膜成型在類深腔的結構中無法成型的問題。本發明通過真空袋法制備碳纖維復合材料平面預制體解決了預浸料層間有氣泡問題，通過熱隔膜成型方式解決了R角區域褶皺的產生的問題。

技術領域

本發明涉及一種J字型復合材料加強筋的制造方法，屬于復合材料結構件制造領域。

背景技術

碳纖維樹脂基復合材料具有比強度高、比剛度高、可設計性強、抗疲勞斷裂性能好、耐腐蝕、尺寸穩定性好等優越的性能，是目前航空、航天、交通等領域中應用十分廣泛的高性能結構材料。隨著航空領域復合材料趨向于整體化、一體化，復合材料制件種類日益繁多、結構形式日益多樣化，形成機制及影響因素也較為復雜。某截面為J字型復合材料加強筋，由于其特殊的結構形式（按照設計構型分成反C字型件、反Z字型件、一字型件和芯材）和逐層鋪貼成形工藝的影響，在采用熱隔膜成型過程中，現有的技術存在以下問題：

1、現有技術采用的逐層鋪放成型效率低，不利于批量化生產。

2、由于反Z字型件毛坯鋪疊模具是雙直角形狀，采用熱隔膜成型鋪疊時，反Z字型類深腔垂直角部分容易產生架橋隔膜無法完全與模具貼合，形成的R角尺寸與要求尺寸不符合，鋪疊效果差。

3、圓角處容易出現褶皺、夾雜和氣泡現象，影響產品質量。

發明內容

為解決現有技術存在的上述問題，本發明要設計一種易于實現批量化生產，能夠解決反Z字型件隔膜成型時架橋不貼合問題和圓角褶皺、夾雜和氣泡問題，最終形成的R角尺寸符合要求且產品質量好的J字型復合材料加強筋的制造方法。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：一種J字型復合材料加強筋的制造方法，所述J字型復合材料加強筋包括反C字型件、反Z字型件和一字型件，所述反C字型件的上橫邊與直邊、直邊與下橫邊之間均圓角R過渡，所述反Z字型件的上橫邊與直邊、直邊與下橫邊之間均圓角R過渡，所述反C字型件的直邊與反Z字型件的直邊連接，所述反C字型件的下橫邊和反Z字型件的下橫邊連接，所述一字型件的左右兩側分別與反C字型件的上橫邊和反Z字型件的上橫邊連接，所述一字型件、反C字型件的上橫邊和反Z字型件的上橫邊之間的三角區域為芯材。

所述制造方法包括以下步驟：

A、制備平面預制體

采用真空袋法制備碳纖維復合材料平面預制體，所述碳纖維復合材料平面預制體包括尺寸符合設計要求的一字型件平面預制體、反C字型件平面預制體和反Z字型件平面預制體，具體步驟如下：

A1、在平板上鋪隔離布；

A2、在隔離布上鋪疊2-3層碳纖維復合材料預浸料；

A3、在碳纖維復合材料預浸料上層覆蓋隔離布和透氣氈；

A4、在透氣氈上放置真空袋并在平板四周用密封膠條密封；

A5、通過真空袋抽真空后保持時長t，排除碳纖維復合材料預浸料層間空氣；

A6、取下隔離布、透氣氈和真空袋；如果達到碳纖維復合材料平面預制體的厚度要求，則轉步驟B；否則在原有碳纖維復合材料預浸料上繼續鋪疊2-3層碳纖維復合材料預浸料；轉步驟A3；

B、成型一字型件預制體

將一字型件平面預制體放置到一字型件模具上，整體轉移至熱隔膜平臺進行加熱抽真空成型，時長為t；