壁板加筋共固化成型技术制造技术

本发明专利技术涉及碳纤维复合材料复杂加筋壁板制备技术领域，具体的说，是一种复杂壁板加筋的低成本共固化真空导入成型技术。1、壁板加筋共固化成型技术，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：在成型模具上的凹陷处用预浸料铺放出筋条，并预压实；步骤2：在成型模具的表面铺放蒙皮，并使蒙皮与筋条贴合，得到预制体；步骤3：将步骤2得到预制体装入真空袋内，并在真空导入完成预制体的注胶，然后固化成型。本发明专利技术对壁板加筋的生产工艺进行了改进，实现了利用真空导入成型技术加工复杂壁板加筋的结构，提高了生产效率，降低了设备成本和生产的工艺成本，进一步的，产品的质量、力学性能、可靠性都得到了保证。

Co-curing Technology for Wall Plate Reinforcement

The invention relates to the technical field of preparing complex stiffened wallboard of carbon fiber composite materials, in particular to a low-cost co-curing vacuum induction molding technology for complex wallboard stiffening. 1. Wallboard stiffening co-curing forming technology is characterized by the following steps: step 1: laying ribs with preprepreg in the depression of the forming die and pre-compacting; step 2: laying the skin on the surface of the forming die and making the skin and ribs fit together to get the prefabricated body; step 3: putting the prefabricated body into the vacuum bag in step 2 and completing the prefabrication in vacuum. The body is gelled and then cured. The invention improves the production process of the wallboard reinforcement, realizes the structure of processing the complex wallboard reinforcement by using the vacuum induction molding technology, improves the production efficiency, reduces the equipment cost and the production process cost, and further ensures the quality, mechanical properties and reliability of the product.

【技术实现步骤摘要】
壁板加筋共固化成型技术
本专利技术涉及碳纤维复合材料复杂加筋壁板制备
，具体的说，是一种复杂壁板加筋的低成本共固化真空导入成型技术。
技术介绍
碳纤维复合材料作为一种新型的高性能材料广泛应用于航空航天、轨道交通、新能源汽车等高科技领域。目前，制备碳纤维复合材料板的成型工艺主要有预浸料-热压罐成型工艺、模压成型工艺、手糊成型工艺、树脂传递模塑成型工艺、真空导入成型工艺等。真空导入成型工艺(VacuumAssistedResinInfusion)简称VARI成型工艺，是一种低成本的复合材料大型制件的成型技术，它是在真空状态下(一个大气压)排除纤维预成型体中的气体，通过树脂的流动、渗透，实现对预成型体的浸渍，并在一定的固化曲线条件下进行固化成型，形成一定树脂/纤维比例的工艺方法。常规的VARI成型的树脂渗透工艺过程中，树脂在真空压力的作用下，从进胶通道导入真空袋内的预制体并浸润预制体。未加树脂流动控制的复合材料制件厚度波动大，纤维体积分数低，具体表现为进胶通道附近的偏厚，出胶通道附近的偏薄。此外，对于复杂结构，单纯的采用VARI工艺容易出现树脂吸注不均匀，局部出现贫胶等缺陷。这也限制了其在复杂航空航天构件上的应用。壁板加筋结构是航空航天领域比较常见的一种结构形式，传统的碳纤维复合材料壁板加筋结构均采用预浸料铺放后进热压罐固化成型，工艺成本昂贵，且存在筋条容易变形，铺放效率低等问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术对壁板加筋的生产工艺进行了改进，实现了利用真空导入成型技术加工复杂壁板加筋的结构，提高了生产效率，降低了设备成本和生产的工艺成本，进一步的，产品的质量、力学性能、可靠性都得到了保证。本专利技术的技术方案如下：壁板加筋共固化成型技术，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：在成型模具上的凹陷处用预浸料铺放出筋条，并预压实；步骤2：在成型模具的表面铺放蒙皮，并使蒙皮与筋条贴合，得到预制体；步骤3：将步骤2得到预制体和成型模具装入真空袋内，并通过真空导入完成预制体的注胶，然后固化成型。进一步的说，所述的步骤2中的蒙皮的端部还设有端框，所述端框采用预浸料铺放制备。进一步的说，所述的步骤2中的蒙皮为干态织物。进一步的说，所述的干态织物的至少一面涂抹有定型剂。进一步的说，所述的预浸料用的树脂与注胶用的树脂为相同的树脂。进一步的说，所述的步骤3中的注胶所用的胶由树脂和固化剂配比而成，且配比完成后的胶经过真空脱泡。进一步的说，所述的真空脱泡的时间0.5~2小时。进一步的说，所述的端框采用裁剪好的多张0°的单向预浸料，按各向同性进行铺放，铺放后预压并裁剪。进一步的说，所述的预浸料用的树脂为环氧树脂或者双马树脂。本专利技术具有的有益效果：本专利技术利用真空导入成型技术加工复杂壁板加筋的结构，提高了生产效率，降低了设备成本和生产的工艺成本，进一步的，产品的质量、力学性能、可靠性都得到了保证。附图说明图1为本专利技术的生产技术流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的说明。如图1所示的流程图，壁板加筋共固化成型技术，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：在成型模具上的凹陷处用预浸料铺放出筋条，并预压实；步骤2：在成型模具的表面铺放蒙皮，并使蒙皮与筋条贴合，得到预制体；步骤3：将步骤2得到预制体和成型模具装入真空袋内，在真空袋封装完毕后，对系统进行抽真空，真空度不低于-0.095MPa；同时进行系统真空渗透检查，并通过真空导入完成预制体的注胶，然后固化成型。为了克服现有技术中的热压罐工艺成本高、以及直接采用真空导入技术加工存在的产品缺陷，本专利技术对壁板加筋类产品的生产技术进行了改进，预先采用预浸料在成型模具的凹陷处铺放出筋条，并进行预压实，为了保证预压实的效果，操作人员可以利用滚轮滚压筋条，减少纤维回弹，提高复合材料之间的纤维体积含量和厚度均匀性，降低孔隙率，亦可在筋条的加工过程中，将成型模具和筋条放入真空袋内，定期进行抽真空加热预压实和定型，可以进一步的保证产品的尺寸精度；然后在成型模具表面铺放蒙皮，最后将预制体和成型模具装入真空袋内，打真空袋，避免真空袋架桥，所谓架桥即真空袋表面形成的褶皱部位，在生产过程中要保证真空袋无架桥现象，若真空袋出现架桥，则会导致局部树脂淤积，成型的构建厚度超差，影响产品的质量，且也会对真空袋的真空度有影响，进行注胶，由于筋条部位已经采用预浸料加工完成，在注胶过程中，注入的胶体仅在蒙皮上流动，不会受到筋条形状的影响，克服了直接采用真空袋注胶成型存在的胶体无法完全浸润筋条的问题，保证了产品的质量。进一步的说，所述的步骤2中的蒙皮的端部设有端框，所述端框采用预浸料铺放制备，复杂结构件的两端如若存在端框，则端框也预先采用预浸料进行铺放制备，即在步骤3的注胶过程中，注入的胶体仅在蒙皮流动，流动过程不会受到复杂型面的影响，保证了注胶的可靠性。进一步的说，所述的步骤2中的蒙皮为干态织物，干态织物为正常状态下的碳纤维或者碳纤维编织物，其铺设在成型模具的表面。进一步的说，所述的干态织物的至少一面涂抹有定型剂，根据工艺的需要，我们可以在一面或者正反两面都均匀的喷涂定型剂，喷涂定型剂用于对干态织物的形状进行保持，避免在注胶过程或者铺放过程中蒙皮出现不规则的改变，从而能够得到质量稳定的产品，使得批量生产成为可能，进一步的，所喷涂的定型剂必须与树脂相匹配，且喷涂的量也要适量，以喷涂完后的干态织物不影响其渗透性为参考，保证在注胶过程中胶体能够完全浸润整个蒙皮。进一步的说，所述的预浸料用的树脂与注胶用的树脂为相同的树脂，保证产品的一致性，且也有利于保证蒙皮与筋条以及端框连接处的连接可靠性。进一步的说，所述的步骤3中的注胶所用的胶由树脂和固化剂配比而成，且配比完成后的胶经过真空脱泡。进一步的说，所述的真空脱泡的时间0.5~2小时，对配置好的胶进行真空处理，减少胶中的气泡，继而可以避免注胶后制件局部出现密集空隙的缺陷，保证产品质量，进一步的，真空脱泡时的储液罐的温度不低于树脂的渗透度，保证树脂在较低粘度的状态下进行脱泡处理。进一步的说，所述的端框采用裁剪好的多张0°的单向预浸料，按各向同性进行铺放，铺放后预压并裁剪，即按照0°、45°、90°以及-45°进行铺放，并预压，上述端框的生产方法能够减少纤维回弹，提高复合材料制件的纤维体积含量和厚度均匀性，降低空隙率。进一步的说，所述的预浸料用的树脂为环氧树脂或者双马树脂。本专利技术具有的有益效果：本专利技术利用真空导入成型技术加工复杂壁板加筋的结构，提高了生产效率，降低了设备成本和生产的工艺成本，进一步的，产品的质量、力学性能、可靠性都得到了保证。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.壁板加筋共固化成型技术，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：在成型模具上的凹陷处用预浸料铺放出筋条，并预压实；步骤2：在成型模具的表面铺放蒙皮，并使蒙皮与筋条贴合， 得到预制体；步骤3：将步骤2得到预制体和成型模具装入真空袋内，并通过真空导入完成预制体的注胶，然后固化成型。

【技术特征摘要】
1.壁板加筋共固化成型技术，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：在成型模具上的凹陷处用预浸料铺放出筋条，并预压实；步骤2：在成型模具的表面铺放蒙皮，并使蒙皮与筋条贴合，得到预制体；步骤3：将步骤2得到预制体和成型模具装入真空袋内，并通过真空导入完成预制体的注胶，然后固化成型。2.根据权利要求1所述的壁板加筋共固化成型技术，其特征在于：所述的步骤2中的蒙皮的端部还设有端框，所述端框采用预浸料铺放制备。3.根据权利要求1所述的壁板加筋共固化成型技术，其特征在于：所述的步骤2中的蒙皮为干态织物。4.根据权利要求3所述的壁板加筋共固化成型技术，其特征在于：所述的干态织物的至少一面涂抹有定型剂。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：倪楠楠，张文宇，卞凯，
申请(专利权)人：江苏三强复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32