一種減小復材零件變形的成型方法與流程

2023-07-21 07:44:11

背景技術：

本發明屬於複合材料加工領域，具體涉及一種減小復材零件變形的成型方法。

現有技術

複合材料零件涉及固化成型工序。現在零件的固化方式普遍為真空袋法。現有的真空袋法固化成型技術，共分為三個階段，升溫階段、恆溫階段、降溫階段。其固化原理為固化設備通過提升加熱管溫度傳到至空氣，再由空氣傳熱至零件及工裝，降溫過程與之相同，最終完成零件的固化加工過程。

如圖1，真空袋法的固化成型過程中，零件2置於成型工裝1上，零件2的一面與爐溫直接接觸，一面與真空袋3接觸。現有的技術升溫階段及降溫階段普遍採用1-3℃/min的升、降溫速率。此方法雖可減少一定的能源成本，但在整個固化成型過程當中，由於工裝的因素，零件的爐溫面與貼模面存在溫差，通過熱電偶讀數顯示最大溫差可達50℃。

在此固化成型過程中，零件2的爐溫面更接近爐溫，其在固化成型過程中先於貼模面到達固化臨界點。零件2的爐溫面在固化及降溫冷卻的時間點均領先於貼模面，在零件2的爐溫面完全固化及冷卻後，貼模面仍處於冷卻的過程中，產生內力影響，在零件完全固化後，產生嚴重變形。通過數據的積累零件越大，變形越嚴重，最大變形量約為17mm。

技術實現要素：

本發明是對真空袋固化成型方法的優化，降低零件的爐溫面與貼模面的熱量傳遞速率差，減少零件整體的溫差，使零件兩面的固化時間點保持一致，從而保證零件的平整度。

一種減小復材零件變形的成型方法，用於復材的真空袋固化成型，包括以下步驟：

步驟1、在成型工裝上放置零件，並在零件上端糊制真空袋，熱電偶放置在成型工裝的熱電偶擺放孔中；

步驟2、產品成型

將糊制完真空袋的零件及成型工裝推入固化設備中，升溫階段：由室溫開始升溫至180±5°，升溫速率為0.5-1.5℃/min；恆溫2-2.5小時；降溫階段：降溫至45°以下，降溫速率為0.5-1.5℃/min，成型完畢。

對於表面積超過1㎡或存在曲率的零件，在升溫階段中增加80-85℃的恆溫階段，時間為60-75min。

固化成型之前進行真空試驗，合格後進行固化。

接近恆溫階段時，以溫度滯後的熱電偶讀數為準。

有益效果：本發明降低了的零件貼模面與爐溫接觸面的熱量傳遞速率差，減小零件的爐溫面與貼膜面的溫差，使零件兩面的固化時間點保持一致，可以避免零件固化成型後產生翹曲變形。通過實驗證明，採用此方法進行固化成型的零件最終翹曲量為0-3mm，滿足各項針對複合材料零件平面度的要求。

附圖說明

圖1為真空袋固化成型鋪貼結構。

具體實施方式

第一步：糊制真空袋

在成型工裝1上放置零件2，並糊制真空袋3，並將熱電偶4放置在相應的熱電偶擺放孔。

第二步：產品成型

將糊制完真空袋3的零件2及成型工裝1推入固化設備中，真空試驗合格後進行固化成型。固化時升溫階段，由室溫開始升溫至180±5°，升溫速率為0.5-1.5℃/min；恆溫2-2.5小時；然後降溫至45°以下，降溫速率為0.5-1.5℃/min，成型完畢。

對於表面積超過1㎡或存在曲率的零件，在升溫階段中增加80-85℃的恆溫階段，時間為60-75min。

接近恆溫階段時，以溫度滯後的熱電偶4讀數為準。