一种双面光滑复合材料热压罐成型方法技术

本发明专利技术公开了一种双面光滑的复合材料的热压罐成型方法，进行热压罐成型时，在制件的贴袋面上放置有在线预型体，所述在线预型体采用碳纤维制成，并且所述在线预型体具有和所述制件的贴袋面相适应的内腔表面。本发明专利技术双面光滑的复合材料的热压罐成型方法，进行热压罐成型时，在制件的贴袋面上放置有在线预型体，在保证产品两面光滑的前提下，可有效减少产品外观出现的孔隙、贫脂、富脂等缺陷，提高制件主壁厚的精确程度，为后端工序大大节约了时间成本。

A forming method of double faced smooth composite autoclave

【技术实现步骤摘要】
一种双面光滑复合材料热压罐成型方法
本专利技术涉及树脂基纤维增强复合材料预浸料热压罐成型
，具体涉及一种双面光滑表面复合材料零件热压罐成型方法。
技术介绍
复合材料在航空，航天，轨道交通等各个领域应用越来越广泛。复合材料，特别是碳纤维复合材料以其比强度高、比模量高的性能引起了国内外学者及相关企业的高度关注。起初，由于对碳纤维复合材料力学性能的要求，采用热压罐成型工艺是制备主承力结构件的最优工艺。但是随着行业的发展，热压罐工艺的缺点也日益显露，主要体现在以下三点：（1）成型模具：单面模具成型工艺使制件的贴膜面光滑，但是贴袋面表面粗糙，并且容易出现缺胶，纤维架桥，富树脂等缺陷。（2）成型后尺寸检测困难：通常，检测基准定在贴膜面，由贴膜面上贴袋面检测制件的主壁厚、孔径等公差范围较大。（3）装配困难：如果制件造型比较复杂，部分区域贫脂、富脂、缺型容易对后端的装配工序造成影响。随着市场需求，越来越多的科研人员对热压罐制件贴袋面的光滑程度提升进行了大量的试验。一般常见的就是采用双面模具成型工艺或者添加辅助材料制备双面光滑的产品；但以上路径均存在一些技术问题：（1）RTM工艺：工艺技术难度大，制件技术状态依赖于操作人员的技术水平，RTM充模过程易产生多种缺陷，产品质量良莠不齐，废品率较高；（2）模压成型工艺模具制造复杂，设备及模具投资大，产品尺寸受设备限制，产品孔隙率高，容易出现针孔等缺陷。（3）橡胶柔性辅助材料：复合材料被大量地应用在飞机机身结构制造上和小型无人机整体结构，例如机翼、机身蒙皮和隔框、尾翼等，这些结构都需要双面光滑，尺寸精度较高。为了提高热压罐产品贴袋面表面质量的方法主要是在贴袋面表面增加一层Airpad橡胶等柔性材料，但是由于橡胶软模刚性不足，局部区域压力不够导致R角区孔隙密集，分层，树脂堆积，纤维褶皱，外形偏离等缺陷，后期修补操作难度大且机加成本很高。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种双面光滑的复合材料的热压罐成型方法，能够制成双面光滑的产品。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种双面光滑的复合材料的热压罐成型方法，进行热压罐成型时，在制件的贴袋面上放置有在线预型体，所述在线预型体采用碳纤维制成，并且所述在线预型体具有和所述制件的贴袋面相适应的内腔表面。在本专利技术一个较佳实施例中，具体步骤包括：（1）代木模具的加工成型：选择合适的代木材质，根据产品的3D数模加工产品贴袋面的形状，制成加工好的代木模具；（2）在线预型体的制备：在所述步骤（1）制备的加工好的代木模具表面使用碳纤维预浸料铺贴、制袋及固化，形成具有贴袋面内腔的在线预型体；（3）双面光滑制件的制备：在产品模具上按照铺层表完成制件的铺层工序，完成铺层工序后，在制件表面铺放一层无孔隔离膜，将所述步骤（2）制备的所述在线预型体固定在成型模具的表面，随后依次铺放透气毡和真空袋，当完成制袋后，按照材料的成型工艺进行固化成型；（4）脱模：脱模，得到双面光滑的制件。在本专利技术一个较佳实施例中，所述步骤（1）中，根据最终制件对表面光滑程度的要求，选择不同密度的代木材质。在本专利技术一个较佳实施例中，所述步骤（1）中，产品贴面带的形状使用CNC加工。在本专利技术一个较佳实施例中，所述步骤（2）中，所述在线预型体的主壁厚根据产品的复杂程度确定，产品复杂程度越高，在线预型体的主壁厚越大。在本专利技术一个较佳实施例中，所述步骤（2）中，制备好的在线预型体对边缘进行打磨处理。在本专利技术一个较佳实施例中，所述步骤（3）中，使用压敏胶带将所述在线预型体固定在所述成型模具的表面。本专利技术的有益效果是：本专利技术双面光滑的复合材料的热压罐成型方法，进行热压罐成型时，在制件的贴袋面上放置有在线预型体，在保证产品两面光滑的前提下，可有效减少产品外观出现的孔隙、贫脂、富脂等缺陷，提高制件主壁厚的精确程度，为后端工序大大节约了时间成本。附图说明图1是本专利技术双面光滑的复合材料制件一较佳实施例的结构示意图；图2是图1所示制件相对应的代木模具的结构示意图；图3是在线预型体成型的结构示意图；图4是产品成型模具的结构示意图；图5是产品成的型结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。请参阅图1至图5，本专利技术实施例包括：一种双面光滑的复合材料的热压罐成型方法，具体实施步骤如下：（1）代木模具加工成型：根据最终制件对表面光滑程度的要求，选择不同密度的代木材质。根据产品的3D数模使用CNC加工产品贴带面的形状。（2）在线预型体制备：在加工好的代木模具表面使用碳纤维预浸料铺贴、制袋及固化，形成具有贴袋面内腔的在线预型体，详见图3。这里在线预型体的主壁厚可根据图1产品的复杂程度确定，产品复杂程度越高，在线预型体的主壁厚应越大。制备好的在线预型体应对边缘进行打磨处理，确保不会对后续工艺过程造成影响。（3）双面光滑制件制备：在图4的产品模具上按照铺层表完成制件的铺层工序，完成铺层工序后，在制件表面铺放一层无孔隔离膜，将步骤2制备的在线预型体使用压敏胶带固定在成型模具表面，随后依次铺放透气毡、真空袋，最终状态如图5所示。当完成制袋后，按照材料的成型工艺进行固化成型。（4）脱模：由于制件主体和在线预型体制件有一层无孔隔离膜，因此脱模十分容易。脱模后，会得到双面光滑的制件，并且在线预型体可以重复多次使用。与现有的热压罐工艺相比，本专利技术提供利用碳纤维压板制造双面光滑的复材产品，主要的优点体现在以下几个方面：（1）成型模具：如之前的调研及大量的试验验证，模具不同会带来成型工艺的差异。因此针对热压罐制品，想要得到双面光滑的制件，只需投入代木模具，然后使用在线预型体完成双面光滑的制件制备；（2）成型后制件尺寸：使用在线预型体制备双面光滑的制件，产品尺寸精度高，工艺稳定性好。减少了后期装配打磨、修补的作业时间。（3）在线预型体的使用代替了柔性橡胶、硅胶的使用，从产品的安全系数考虑，在产品成型过程中避免未固化的硅橡胶使用，为后期的胶接、装配等工序提供的高品质的制件表面。以上所述仅为本专利技术的实施例，并非因此限制本专利技术的专利范围，凡是利用本专利技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
，均同理包括在本专利技术的专利保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双面光滑的复合材料的热压罐成型方法，其特征在于，进行热压罐成型时，在制件的贴袋面上放置有在线预型体，所述在线预型体采用碳纤维制成，并且所述在线预型体具有和所述制件的贴袋面相适应的内腔表面。/n

【技术特征摘要】
1.一种双面光滑的复合材料的热压罐成型方法，其特征在于，进行热压罐成型时，在制件的贴袋面上放置有在线预型体，所述在线预型体采用碳纤维制成，并且所述在线预型体具有和所述制件的贴袋面相适应的内腔表面。


2.根据权利要求1所述的双面光滑的复合材料的热压罐成型方法，其特征在于，具体步骤包括：
（1）代木模具的加工成型：选择合适的代木材质，根据产品的3D数模加工产品贴袋面的形状，制成加工好的代木模具；
（2）在线预型体的制备：在所述步骤（1）制备的加工好的代木模具表面使用低温固化碳纤维预浸料铺贴、制袋及固化，形成具有贴袋面内腔的在线预型体；
（3）双面光滑制件的制备：在产品模具上按照铺层表完成制件的铺层工序，完成铺层工序后，在制件表面铺放一层无孔隔离膜，将所述步骤（2）制备的所述在线预型体固定在成型模具的表面，随后依次铺放透气毡和真空袋，当完成制袋后，按照材料的成型工艺进行固化成型；
（4）脱模：脱模，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾勇涛，岳海亮，朱坤坤，陈永，陈建旭，
申请(专利权)人：江苏亨睿碳纤维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32