[發明專利]一種大尺寸加筋壁板VARI成型樹脂流道結構及樹脂浸潤方法

在審

• 申請號: 202110850674.0
• 申請日: 2021-07-27
• 公開（公告）號: CN113510944A
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 閆超;楊紹昌;蘇霞;李祎燊;任學明
• 申請（專利權）人: 中航西安飛機工業集團股份有限公司
• 主分類號: B29C70/36
• 分類號: B29C70/36
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發明公開了一種大尺寸加筋壁板VARI成型樹脂流道結構及樹脂浸潤方法，樹脂流道結構包括蒙皮預制體、N個筋條預制體、一條一級注膠管、若干條出膠管、若干條N級注膠管。所有管路與筋條平行設置，管路上設置有若干通孔以便樹脂流入/流出。N級注膠管設置在第N?1和第N個筋條預制體之間，將預制體劃分為1至N級預制體單元。N級注膠管與三通閥門連接形成注膠支路和出膠支路，采用閥門控制注膠和出膠支路的開閉狀態，實現注膠、出膠功能的切換。本發明縮短了VARI成型過程中的樹脂流動距離，降低了加筋壁板沿樹脂流動方向厚度、內部質量等不均勻性；縮短了復合材料成型過程中的樹脂浸潤時間、減少了注膠管路使用數量，節約了制造時間和制造成本。

技術領域

本發明專利涉及復合材料成型技術中的低成本液體成型制造領域，特別涉及一種大尺寸加筋壁板成型樹脂流道結構及樹脂浸潤方法。

背景技術

隨著復合材料制造技術的不斷發展，復合材料用量在航空航天、民用領域的應用也越來越多。以VARI(真空輔助樹脂熔滲)為代表的液體成型技術具備低制造成本、高尺寸和表面精度等優勢，因而在復合材料成型技術中具備廣泛的應用前景。

VARI技術是在單面芯塊上上采用碳纖維、玻璃纖維等鋪貼好預制體，鋪放好輔助材料，封裝真空袋檢漏后，在真空條件壓力下將樹脂壓入真空袋內，使樹脂充分浸潤預制體。隨后關閉注膠、出膠口后，經加熱使樹脂固化，冷卻后，得到復合材料零件的技術方法。

相對于熱壓罐成型方法，利用VARI技術制造大尺寸加筋壁板的最突出優勢在于一次成型，避免了筋條和壁板蒙皮的二次膠接，進而縮短制造周期，節約制造成本。然而，對于大尺寸多筋壁板，由于沿壁板蒙皮方向的樹脂流動距離較長，樹脂浸潤時間較長，導致難以在樹脂活性期內完成預制體浸潤，另外，多筋條結構的復雜性導致筋條區域的預制體浸潤難度較大，易產生孔隙等缺陷。上述問題在注膠口遠端的筋條處尤為明顯，最終導致同一加筋壁板的不同筋條部位內部質量參差不齊。在實際應用中可采用多管路同時注膠的方式保證筋條質量的一致性，但該方法會導致樹脂浸潤模式復雜而不可控，對于詳細樹脂流道設計、注膠過程工藝控制要求極高。

發明內容

本發明的目的在于解決現有的技術難題，提供一種大尺寸加筋壁板VARI成型技術的樹脂流道結構及樹脂浸潤方法，解決樹脂流動控制難度大，各筋條內部質量不均勻的問題。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種大尺寸加筋壁板VARI成型樹脂流道結構，包括蒙皮預制體、N個筋條預制體、一條一級注膠管、若干條出膠管、若干條N級注膠管。所有管路與筋條平行設置，管路上設置有若干通孔以便樹脂流入/流出。其中一級注膠管設置于壁板蒙皮預制體邊緣，出膠管分別設置于筋條預制體上邊緣以及與一級注膠管相對的壁板蒙皮預制體另一端，N級注膠管設置在第N-1和第N個筋條預制體之間，以N級注膠管為界限將預制體劃分為1至N級預制體單元。N級注膠管與三通閥門連接，三通閥門另外兩端分別為注膠支路和出膠支路，注膠支路與樹脂罐相連，出膠支路與真空樹脂收集器相連，采用閥門控制注膠和出膠支路的開閉狀態，實現注膠、出膠功能的切換。當N級注膠管作為N級預制體單元的注膠管路時，注膠閥門打開，出膠閥門關閉；當N級注膠管作為N-1級預制體單元的出膠管時，注膠閥門關閉，出膠閥門打開。

進一步，該結構適用的加筋壁板筋條預制體結構包括C形、工形、T形、Z形和J形。

進一步，所述的筋條預制體側壁設置筋條定位芯塊，筋條定位芯塊由硅膠或復合材料等輕質材料制成。

進一步，所述的筋條預制體表面鋪設有導流網。

進一步，N級注膠管貼附在筋條定位芯塊側壁上。

使用該結構進行大尺寸加筋壁板VARI成型樹脂浸潤方法，包含以下步驟：

步驟一：制備加筋壁板預制體，包括一個蒙皮預制體，N個筋條預制體。