[發明專利]帶有中空環框的復合材料薄壁燃料箱成型方法及模具裝置

有效

• 申請號: 202110527293.9
• 申請日: 2021-05-14
• 公開（公告）號: CN113103622B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 王非;季寶鋒;丁常方;麻永帥;高巖;劉發杰
• 申請（專利權）人: 天津愛思達新材料科技有限公司
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/54;B29C70/78;B29C33/42
• 代理公司: 天津易企創知識產權代理事務所(普通合伙) 12242
• 代理人: 黃彩榮

本發明提供了一種帶有中空環框的復合材料薄壁燃料箱成型方法及模具裝置，涉及復合材料制造的技術領域，在剛性模具上設置中空環框并獲取燃料箱芯模，所述中空環框設置在燃料箱本體的掛架連接位置處；將預浸料鋪放在燃料箱芯模表面；通過柔性模具進行產品包封，經熱壓固化后去除柔性模具，獲取燃料箱本體。通過在燃料箱芯模上設計中空環框來加強燃料箱的整體結構強度及掛架連接位置處的抗彎性能。本方法成型的薄壁燃料箱的中空環框與燃料箱本體一體成型，整體強度高，裝配過程簡單。本發明提供的薄壁燃料箱結構穩定、抗彎曲能力強，重量輕，相比傳統的金屬燃料箱和現有的蜂窩夾層式燃料箱具有更好的應用前景。

技術領域

本發明涉及航空飛行器輕量化技術領域，尤其是涉及一種帶有中空環框的復合材料薄壁燃料箱成型方法及模具裝置。

背景技術

燃料箱是航空飛行器的重要組成部分，隨著航空對飛行器重量要求的提高，對飛行器燃料箱提出了更高的需求。

由于現有的燃料箱采用金屬材料，造成其重量較大，因而本申請中提出了采用復合材料燃料箱來降低飛行器重量。目前國內外也有涉及復合材料燃料箱的研究，但是現有的復合材料燃料箱的箱壁采用的是蜂窩夾層結構，而本申請中首次提出了薄壁復合材料的燃料箱結構，并針對現有的復合材料燃料箱結構穩定性不足，特別是在燃料箱的掛架連接位置處抗彎能力不足的問題，對復合材料燃料箱的內部結構進行設計，首次提出了帶有中空環框的復合材料薄壁燃料箱，在不影響其容積的前提下，提高了燃料箱的結構強度和可靠性，降低了結構重量和裝配復雜程度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種帶有中空環框的復合材料薄壁燃料箱成型方法，以緩解了復合材料燃料箱掛架連接位置處的抗彎性不足的技術問題。

本發明提供的一種帶有中空環框的復合材料薄壁燃料箱成型方法，包括如下步驟：

在剛性模具上設置中空環框并獲取燃料箱芯模，所述中空環框設置在燃料箱本體的掛架連接位置處；

將預浸料鋪放在燃料箱芯模表面；

通過柔性模具進行產品包封，經熱壓固化后去除柔性模具，獲取燃料箱本體。

進一步的，所述將預浸料鋪放在燃料箱芯模表面的步驟包括：

將預浸料鋪放在燃料箱芯模表面，繼續將預浸料變厚度鋪放在掛架連接位置處。

進一步的，所述將預浸料鋪放在燃料箱芯模表面的步驟包括：

采用0°、+45°、-45°的順序在燃料箱芯模表面鋪放預浸料并形成燃料箱第一本體。

進一步的，所述繼續將預浸料變厚度鋪放在掛架連接位置處的步驟包括：

沿燃料箱第一本體外周環繞方向纏繞鋪設預浸料織物層，所述預浸料織物層包括至少兩層，后纏繞鋪設的預浸料織物層寬度小于先纏繞鋪設的預浸料織物層。

進一步的，所述預浸料的基體材料為熱固性樹脂或熱塑性樹脂或陶瓷基或金屬基；

所述預浸料的增強體材料為玻璃纖維或碳纖維或玄武巖纖維或芳綸纖維，所述增強體材料的纖維形式為短切纖維或連續纖維或纖維織物。

進一步的，所述剛性模具為金屬模具或石膏模具或低溫合金模具或水溶性樹脂模具或蠟模；所述柔性模具為硅橡膠或真空氣囊袋或風管。

進一步的，所述在剛性模具上設置中空環框的復合材料步驟包括：

在燃料箱本體的掛架連接位置處，所述剛性模具設置有環框成型槽，在環框成型槽內設置環框成型模具，在環框成型槽和環框成型模具上填充環框成型材料并獲取燃料箱芯模。

進一步的，所述環框成型材料包括預浸碎料，所述預浸碎料為預浸料裁剪的尾料切碎后，采用與預浸料相同的浸潤方法制備得到。