一种复合材料空腔盒段液态成型方法技术

本发明专利技术公开了一种复合材料空腔盒段液态成型方法。它包含下列步骤：铺贴蒙皮及芯模坯体、组装芯模及次流道、铺贴上蒙皮、组装上模具及其他模具、树脂注射、脱离各模具。本发明专利技术所涉及的成型工艺方法用于液态成型复合材料空腔盒段，与现有技术相比，该方法解决了注射路径长、周期长、易引发贫胶缺陷的问题，避免了因长时间注射及端部注射可能引起的树脂粘度变大、注射困难，提高了零件的制造效率，降低了制造成本。

A Liquid Forming Method for Composite Cavity Section

The invention discloses a liquid forming method for a composite material cavity segment. It consists of the following steps: laying skin and core mould blanks, assembling core mould and secondary runner, laying skin, assembling mould and other moulds, resin injection, and separating from the moulds. Compared with the existing technology, the method solves the problems of long injection path, long cycle and easy to cause rubber-poor defects, avoids the resin viscosity increase and injection difficulty caused by long injection and end injection, improves the manufacturing efficiency of parts and reduces the manufacturing cost.

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料空腔盒段液态成型方法
本专利技术涉及复合材料制造
，具体地说是一种复合材料空腔盒段液态成型方法。
技术介绍
复合材料常被应用于各种复杂的盒段结构，多腔盒段是应用最为典型的盒段结构，也是液态成型工艺中难度较高的结构，一般采用端部注射的方法，这种方法存在的问题包括：1)纵向流动长度较大，树脂流动时间长，热固性树脂的粘度会随时间延长而升高，导致浸透性变差，易在末端形成缺陷；2)盒段纵墙渗透困难，树脂沿纤维方向的流动性远高于Z向，在零件厚度较大的情况下，会发生难以渗透的问题；3)注射时间长，制造成本高。复合材料的液态成型一般仅在零件的某一侧或两侧设置流道，能够满足中小型复合材料零件的制造，但大型的复合材料空腔盒段在使用传统工艺成型时，会发生局部未渗透的情况，对于零件的质量造成影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提出一种复合材料空腔盒段液态成型工艺方法，该方法具有高效率、操作简便的特点，将树脂流道深入至复合材料坯体内部，使填充及流道一体化，缩短注射流动与纤维布坯体直接的流动距离，使树脂在短时间内流动至远端，在树脂低粘度的状态下完成注射，提高零件成型质量。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种复合材料空腔盒段液态成型工艺方法，包括以下步骤：1)液态成型流道分为主流道与次流道，主流道分布于底模具上，次流道为预置流道，放置在复合材料空腔盒段的三角形拐角处，次流道上分布有流通孔；2)首先在下模具上铺贴空腔盒段的下蒙皮及在各芯模上分别铺贴坯体，然后将各芯模连同坯体在下蒙皮上组装，同时将次流道放置在两芯模及蒙皮形成的三角区位置；3)芯模、下蒙皮和次流道组装完成后，在芯模另外一侧同样放置次流道，完成后，在上面铺贴上蒙皮，并放置上模具、底模具及顶模具，其中，芯模位于上模具、下模具之间，底模具位于上模具、下模具、芯模的后端，顶模具位于上模具、下模具、芯模的前端，上模具、下模具、顶模具、底模具构成封闭空间，用螺栓锁紧模具后注射树脂；4)树脂注射口在底模具上，注射口与主流道相互连同，树脂首先流满主流道，然后沿次流道向空腔盒段内部流动，树脂流经流通孔时，通过流通孔向空腔盒段的纤维布中渗透；5)树脂注射完成后，按照树脂固化工艺固化零件，固化结束脱离上模具、底模具、顶模具及芯模，次流道留在零件中。作为优选，次流道为与注射树脂相容的塑料，截面为三角形，壁厚范围为：0.3mm～1.0mm，作为优选，次流道上的流通孔分布于三角形次流道的三个面上，在次流道长度方向均匀分布。采用上述技术方案后，本专利技术的有益效果如下：本专利技术利用了复合材料空腔盒段的结构三角区，并在其中预置三角形次流道，将树脂在短时间内引流至盒段远端，树脂通过次流道管壁上的小孔向外渗透到纤维布中，缩短了树脂流至远端的流动时间，减少了整个注射过程经历的周期。采用本专利技术的工艺方法可使盒段在更短时间内完成注射，使树脂在低粘度状况下渗透到盒段的各位置，避免了长时间注射导致的树脂粘度变大的状况，更能够满足大型盒段液态成型的需求，内部增加的次流道也使树脂更易渗透到结构复杂的部位，减少树脂无法渗透造成的内部缺陷数量。同时，更短的注射时间也提高了零件成型效率，降低了能耗，使零件成型制造更快捷、成本更低、质量及重复性更高。附图说明图1为本专利技术中复合材料空腔盒段零件外形俯视示意图；图2为复合材料空腔盒段零件正视剖视示意图；图3为复合材料空腔盒段坯体、芯模、上模具、下模具的组装示意图；图4为次流道截面示意图；图5为图4中次流道的侧视图；图6为底模具位置结构示意图；图7为空腔纵墙及局部示意图；图8为顶模具示意图；具体实施方式为了使本专利技术更容易被清楚理解，以下结合附图和实施例对本专利技术的技术方案作以详细说明。首先铺贴下蒙皮坯体及各芯模坯体，将纤维布按照预定铺层依次铺贴在下模具及芯模上，然后在下蒙皮坯体上组装芯模及其上的坯体，芯模在蒙皮上组装的同时，将次流道放置在芯模之间且贴近下蒙皮坯体的R角处，每个位置放置一条次流道，完成后，将组装完成的坯体用真空袋封装，并抽真空压实。去掉真空袋，在各芯模上部形成的三角区同样放置次流道，然后在其上铺贴上蒙皮，完成后，组装上模具、底模具及顶模具，用螺栓连接各模具并锁紧。模具的注胶口与树脂罐连接，出胶口与真空系统连接，出胶口抽真空后，使树脂通过位于底模具上的注胶口注入模具内部，树脂首先流入底模具上的主流道，然后一部分树脂通过纤维布向内部渗透流动，另一部分树脂流入次流道中，次流道横截面为三角形空腔，树脂在其中的流动速度远高于在纤维布中的渗透速度，树脂将在较短时间流至次流道远端。次流道侧壁分布了流通孔，树脂沿流通孔向纤维布中渗透。树脂注射完成后，关闭注胶及出胶口，将温度升高至树脂固化温度使零件固化，固化后，分离上模具、下模具、底模具、顶模具及芯模，得到复合材料空腔盒段。实施例1：以复合材料三腔盒段为实施例，图1揭示了复合材料三腔盒段零件外形俯视示意图，图2揭示了复合材料三腔盒段零件正视剖视示意图，图3揭示了复合材料三腔盒段坯体、芯模、上模具、下模具的组装示意图，图4揭示了次流道截面示意图，图5为图4中次流道的侧视图，各面分布流通孔19，图6揭示了底模具示意图，底模中按照零件横截面分布了主流道16，图7为空腔纵墙1及局部示意图，图8为顶模具示意图。复合材料三腔盒段主体由下蒙皮22、上蒙皮1、纵墙2，纵墙4，纵墙6，纵墙8组成。在芯模3、芯模10、芯模11、芯模12、芯模13上按照预定铺层铺贴纤维布，形成芯模纤维布坯体，同时在下模具15上铺贴下蒙皮22坯体。在铺贴完的下蒙皮22上进行组装，首先放置芯模3，然后在芯模3下部R区(两个相邻芯模与下模具15之间的空隙)位置放置次流道18，然后按照这种规则依次放置：芯模10、次流道18、芯模11、次流道18、芯模12、次流道18、芯模13，完成后，用真空袋密封组装后的坯体，真空压实，使各芯模之间贴合紧密。真空压实完毕后，去掉真空袋，在每两个芯模上部的R区(两个相邻芯模与上模具14之间的空隙)之间再次放置次流道18，分别位于：芯模3与芯模10之间、芯模10与芯模11之间、芯模11与芯模12之间、芯模12与芯模13之间。放置完成后，在上部按铺层铺贴上蒙皮1。上蒙皮1铺贴完成后，组装上模具14、底模具17、顶模具7，用螺栓锁紧各模具。各模具的位置关系是，各芯模位于上模具14、下模具15之间，底模具17位于上模具、下模具、各芯模(芯模3、芯模10、芯模11、芯模12、芯模13)的后端，顶模具7位于上模具14、下模具15、各芯模(芯模3、芯模10、芯模11、芯模12、芯模13)的前端；上模具、下模具、顶模具、底模具构成封闭空间。如图6、图7所示，注胶口5、主流道16位于底模具17上，底模具17的注胶口5在外部与树脂罐连接，树脂在压力下从底模具17中的注胶口5流入主流道16，流满主流道后，一部分树脂通过纤维布向坯体内渗透流动，另一部分流入次流道18，树脂沿次流道18空腔向远端灌注，次流道18流满后，树脂在压力下通过次流道18上的流通孔19向外部的纤维布坯体流动，坯体灌注完毕后，将注胶口5和顶模具7上的出胶口20关闭。将温度升高至树脂固化温度，使零件固化，固化完成后，分离各模具，得到复合材料三腔盒段。采用该种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合材料空腔盒段液态成型方法，其特征在于包括以下步骤：1)液态成型流道分为主流道与次流道，主流道分布于底模具上，次流道为预置流道，放置在复合材料空腔盒段的三角形拐角处，次流道上分布有流通孔；2)首先在下模具上铺贴空腔盒段的下蒙皮及在各芯模上分别铺贴坯体，然后将各芯模连同坯体在下蒙皮上组装，同时将次流道放置在两芯模及蒙皮形成的三角区位置；3)芯模、下蒙皮和次流道组装完成后，在芯模另外一侧同样放置次流道，完成后，在上面铺贴上蒙皮，并放置上模具、底模具及顶模具，其中，芯模位于上模具、下模具之间，底模具位于上模具、下模具、芯模的后端，顶模具位于上模具、下模具、芯模的前端，用螺栓锁紧模具后注射树脂；4)树脂注射口在底模具上，注射口与主流道相互连同，树脂首先流满主流道，然后沿次流道向空腔盒段内部流动，树脂流经流通孔时，通过流通孔向空腔盒段的纤维布中渗透；5)树脂注射完成后，按照树脂固化工艺固化零件，固化结束脱离上模具、底模具、顶模具及芯模，次流道留在零件中。

【技术特征摘要】
1.一种复合材料空腔盒段液态成型方法，其特征在于包括以下步骤：1)液态成型流道分为主流道与次流道，主流道分布于底模具上，次流道为预置流道，放置在复合材料空腔盒段的三角形拐角处，次流道上分布有流通孔；2)首先在下模具上铺贴空腔盒段的下蒙皮及在各芯模上分别铺贴坯体，然后将各芯模连同坯体在下蒙皮上组装，同时将次流道放置在两芯模及蒙皮形成的三角区位置；3)芯模、下蒙皮和次流道组装完成后，在芯模另外一侧同样放置次流道，完成后，在上面铺贴上蒙皮，并放置上模具、底模具及顶模具，其中，芯模位于上模具、下模具之间，底模具位于上模具、下模具、芯模的后端，顶模具位于上模具、下模具、芯模的前端，用螺...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔海超，翟全胜，叶宏军，李义，苗春卉，刘立朋，张晨乾，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司基础技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11