一種氣囊輔助複合材料加筋壁板的製造方法與流程

2023-12-12 20:51:37 3

本發明屬於複合材料加工成型技術領域，涉及一種氣囊輔助複合材料加筋壁板的製造方法。

背景技術：

隨著複合材料在軍民機上的大量應用，一些關鍵件、重要件均被設計成加筋壁板的形式，對於這一類零件，往往是首先在鋪疊模上鋪疊蒙皮，然後在蒙皮上組合筋條，蒙皮的質量基本可以保證，但對於筋條而言，需控制筋條外形的準確性，如平整度及軸線的走向，並保證固化的質量。目前筋條的成型工裝主要是雙側金屬芯模、雙側氣囊或單側實心橡膠軟模配合單側金屬芯模的形式。若採用雙側金屬芯模的形式，可以很好的保證筋條的外形，但此種形式涉及到工裝之間的配合，往往需要極高的加工精度，對金屬芯模的製造提出了極高的要求。此外金屬工裝在反覆使用的過程中不斷受力可能導致局部型面出現微小的變形，通過這樣的金屬工裝傳壓將會導致筋條受壓不均，這可能會導致零件出現內部質量問題。若採用雙側氣囊的形式，可以很好的保證壓力的均勻傳遞，進而保證固化的質量，但雙側氣囊均為軟質材料，無法保證筋條的外形準確，可能會引起表面質量問題及軸線走向偏差。若採用單側實心橡膠軟模配合單側金屬芯模的形式，同理可以保證筋條的外形，但固化過程中的壓力來自橡膠軟模自身的膨脹，無法說明這部分壓力的數值及傳遞過程中的均勻性。基於此，須採用單側的金屬芯模配合單側氣囊，金屬芯模可以有效的保證筋條的外形，氣囊則可以保證壓力傳遞的均勻性，進而保證了固化的質量。

技術實現要素：

本發明的目的是介紹一種加筋壁板成型模工裝形式及與之匹配的氣囊方案，以此來製造加筋壁板，用以保證筋條的外形及固化質量。提高生產效率，降低生產成本。

本發明的技術方案：

一種氣囊輔助複合材料加筋壁板的製造方法，採用共固化方法，筋條的形狀可以為t型、j型、l型，成型工裝包括成型模一套、氣囊成型模一套及筋條鋪疊模一套。

(1)製備氣囊：按氣囊成型模凹槽的尺寸，用未硫化橡膠鋪疊成的兩端開口的筒狀結構，將筒狀結構置於氣囊成型模凹槽內，在氣囊成型模凹槽上安裝蓋板；未硫化橡膠的搭接處加熱固定，其餘部分塗抹滑石粉防止粘連；將裝有筒狀結構的氣囊成型模凹槽整體置於真空袋中，再放入熱壓罐中；在熱壓罐中進行硫化，硫化條件：溫度為175℃-185℃、壓力為6個大氣壓條件下，加熱硫化2小時；

(2)製備筋條：根據加筋壁板的結構，選擇筋條鋪疊模，在筋條鋪疊模上鋪疊筋條，筋條鋪疊過程中產生的三角區填充0°纖維，最後按照所需剪切所需尺寸的筋條；

(3)將步驟(2)製備得到的筋條與步驟(1)製備得到的氣囊組合放入加筋壁板成型模中，筋條的一側靠在預先銑切出的芯模上，作為成型基準，筋條的另一側貼合氣囊，通過氣囊加壓；

(4)封裝真空袋，氣囊兩埠暴露在真空袋外，以便於固化時熱壓罐內的壓力傳遞至氣囊之內，進而對加筋壁板進行勻壓；

(5)固化結束，拆除真空袋，脫模，得到加筋壁板。

本發明的有益效果：本發明涉及製造方法可以有效的保證壁板筋條外形、固化質量、軸線及厚度。具體體現在如下幾個方面，一是筋條的成型由金屬芯模及橡膠氣囊擠壓成型，金屬芯模可以保證筋條的外形，氣囊可以有效的傳遞熱壓罐內的壓力至零件，並能對零件實施勻壓，保證筋條的固化質量；二是成型模的凹槽位置由數控銑切完成，精度較高，可以在固化的整個周期內保證筋條的軸線；三是筋條整體成型在凹槽內進行，一側的金屬芯模可以阻止樹脂的流失，另一側的氣囊在充氣狀態下可以充滿整個模腔，能起到阻止樹脂流失的作用，保證了零件的厚度。因此，本發明所介紹的製造方法可以為加筋壁板類零件的製造方法提供一種有效的參考。

附圖說明

圖1a是加筋壁板成型模俯視圖。

圖1b是加筋壁板成型模剖視圖。

圖2是氣囊成型模剖視圖。

具體實施方式

以下結合附圖和技術方案，進一步說明本發明的具體實施方式。

實施例

如圖1所示，以成型t型筋條為例，加筋壁板成型模的主體形式為凸臺平板成型模，平板下方為框架式結構，凸臺區用於成型壁板蒙皮，平板區用於真空袋的封裝，因此凸臺的尺寸比蒙皮尺寸略大，平板尺寸比凸臺尺寸略大。在成型凸臺上，按筋條的位置及形狀開槽，槽的寬度略大於筋條臥邊的寬度，深度略小於筋條的高度，長度為貫穿整個凸臺的通槽，在通槽的兩個端頭設置可以蓋住凹槽的蓋板，槽內一側按筋條長度直接銑切出與加筋壁板成型模的筋條成型芯模。

如圖2所示，氣囊成型模採取凹槽加蓋板的結構，凹槽與蓋板組合後，內模腔為氣囊成型區域，成型出的氣囊內部為空心結構，截面需比金屬芯模的截面略小。

筋條鋪疊模根據筋條的形狀製造，工裝上帶筋條尺寸下限，以便鋪疊完成後修切至理論尺寸。