复合材料T型加筋结构制品整体成型的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种复合材料T型加筋结构制品整体成型的制造方法，T型加筋结构制品采用纤维预浸料，通过热压罐工艺成型，具体步骤包括：根据T型加筋结构制品的结构设计产品的铺层角度，使用软件设计料片形状，规定料片铺敷顺序，使用裁切机裁切预浸料料片；在T型加筋结构模具上铺敷预浸料料片，形成铺敷完成的制品；在铺敷完成的制品上放置复合材料成型使用的辅助材料，并进行密封；在热压罐中固化成型。本发明专利技术纤维复合材料T型加筋结构制品整体成型的制造方法，提高T型加筋结构的承载性能，解决现有技术中存在的纵横加筋与腹板连续性差，减少二次胶结装配的工作量，避免由于胶结导致质量层次不齐无法满足设计要求的情况。

Manufacturing method of integral forming of composite T-stiffened structural products

【技术实现步骤摘要】
复合材料T型加筋结构制品整体成型的制造方法
本专利技术属于碳纤维复合材料成型工艺领域，具体涉及一种碳纤维复合材料T型立筋结构整体成型的制造方法。
技术介绍
碳纤维复合材料具有质量轻、比强度高、比模量高、耐腐蚀、耐高（低）温、抗蠕变性、可设计性等优异的性能，受到航空航天等领域重大的关注。复合材料T型加筋结构具有优越的抗弯和抗剪性能，在飞机上的主承力结构如梁腹板、桁条、隔框、肋板等结构中有大量的应用。现有的飞机零件制造中，含复杂立筋的碳纤维复合材料整体结构一般采用二次共固化，或者分别成型后进行胶结共固化，或者通过树脂传递模塑成型（RTM）等工艺方法实现。二次共固化和胶结共固化无法保证较高的尺寸精度，容易造成胶结孔隙缺陷，影响结构强度，且增加了连接装配的工作量，仅仅能够实现碳纤维减重、改善结构的承载性能；RTM工艺能够实现产品结构整体成型，但是RTM工艺对纤维和树脂材料性能要求严苛，加筋结构易造成疏松缺陷，工艺稳定性差，预制体制作及注胶过程繁琐，无法实现批量化生产。
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复合材料T型加筋结构制品整体成型的制造方法，能够提高T型加筋结构的承载性能，解决现有技术中存在的纵横加筋与腹板连续性差，减少二次胶结装配的工作量，避免由于胶结导致质量层次不齐，无法满足设计要求。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种复合材料T型加筋结构制品整体成型的制造方法，T型加筋结构制品采用纤维预浸料，通过热压罐工艺成型，具体步骤包括：（1）设计：根据T型加筋结构制品的结构设计产品的铺层角度，使用软件设计料片形状，规定料片铺敷顺序，使用裁切机裁切预浸料料片；（2）铺敷：在T型加筋结构模具上铺敷预浸料料片，形成铺敷完成的制品；（3）密封：在铺敷完成的制品上放置复合材料成型使用的辅助材料，并进行密封；（4）成型：在热压罐中固化成型。在本专利技术一个较佳实施例中，所述辅助材料包括可剥布、隔离膜、透气毡和真空袋膜中的一种或者多种。在本专利技术一个较佳实施例中，所述纤维预浸料为碳纤维预浸料、玻纤预浸料和芳纶预浸料中的一种或多种。在本专利技术一个较佳实施例中，所述碳纤维预浸料为单向预浸料、织物预浸料和多轴向预浸料中的一种或多种。在本专利技术一个较佳实施例中，所述T型加筋结构模具包括模具型架、主体平台和若干模具镶块，所述主体平台和若干所述模具镶块上均具有对应的圆形或长圆形定位孔。在本专利技术一个较佳实施例中，若干所述模具镶块的数量和结构根据所述T型加筋结构制品的加筋结构进行分割设计。在本专利技术一个较佳实施例中，所述步骤（2）具体包括：（21）第一次铺敷：在主体平台和各个模具镶块上的铺敷，完成腹板及纵横筋的铺料；（22）组装模具：按照规定的顺序将各镶块组装到模具主体平台上，镶块组合的连接缝处需要填补一定直径的碳纤维小圆棒；（23）第二次铺敷：模具组合完成后，在组合的模具外侧继续铺敷预浸料，完成T型框架的铺料。在本专利技术一个较佳实施例中，所述碳纤维小圆棒的直径范围为1-5mm。在本专利技术一个较佳实施例中，在预浸料铺贴过程中，首层进行预压实，其后每三层进行一次预压实，预压实真空度不大于-920mbar，预压实时间不小于15min。在本专利技术一个较佳实施例中，所述步骤（3）包括在铺贴完成的制品上一次放置可剥布、无孔隔离膜、透气毡和真空袋膜的辅助材料，使用密封胶条进行密封，连接真空系统，保证真空袋内真空度不大于-950mbar，进行真空度检测，5min压降不大于30mbar。本专利技术的有益效果是：本专利技术复合材料T型加筋结构制品整体成型的制造方法，是通过热压罐工艺整体成型的，产品纤维体积含量较高，孔隙率第，纵横筋位置精度高，工艺可控性强，产品质量稳定，能够保证碳纤维复合材料在结构上的连续性，减少产品的零件数量，降低产品的成本，减轻产品重量，实现碳纤维复合材料低成本高效能的目标。附图说明图1是本专利技术复合材料T型加筋结构产品的一较佳实施例的结构示意图；图2是图1所示复合材料T型加筋结构产品的模具的结构示意图；图3是图2所示的主体平台的结构示意图；图4是图2所示的第一镶块上预制件的铺敷结构示意图；图5是图2所示的第二镶块上预制件的铺敷结构示意图；图6是图2所示的第三镶块上预制件的铺敷结构示意图；图7是图2所示的第四镶块上预制件的铺敷结构示意图；附图中各部件的标记如下：11-T型框架，12-T型纵筋，13-横筋，14-L型纵筋，15-腹板，21-模具型架，22-主体平台，231-第一镶块，2311-圆形定位孔，232-第二镶块，2321-纵向的长圆定位孔，233-第三镶块，234-第四镶块，2331、2341-横向的长圆定位孔。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。本专利技术实施例包括：一种复合材料T型加筋结构制品整体成型的制造方法，T型加筋结构制品采用纤维预浸料，通过热压罐工艺成型，具体步骤包括：（1）设计：根据T型加筋结构制品的结构设计产品的铺层角度，使用软件设计料片形状，规定料片铺敷顺序，使用裁切机裁切预浸料料片；（2）铺敷：在T型加筋结构模具上铺敷预浸料料片，形成铺敷完成的制品；（3）密封：在铺敷完成的制品上放置复合材料成型使用的辅助材料，并进行密封；（4）成型：在热压罐中固化成型。以图1所示的碳纤维复合材料T型加筋结构产品为例，具体描述下的制造方法过程。图1所示的碳纤维复合材料T型加筋结构，包括框架、腹板、横向筋和纵向筋，所述框架为T型框架11，所述腹板15设在所述框架中间，纵、横筋包括L型筋和T型筋，纵横筋框架纵横交错，与腹板15垂直，具体如图所示包括T型纵筋12，横筋13和L型纵筋14。具体的制造过程如下：所述碳纤维复合材料T型加筋结构制件的材料为碳纤维预浸料，通过热压罐工艺成型，根据结构设计产品的铺层角度，使用Catia及CAD软件设计料片形状，规定料片铺敷顺序，使用裁切机裁切预浸料料片，在T型加筋结构模具上铺敷预浸料料片及复合材料成型使用的可剥布、隔离膜、透气毡等辅助材料，最终在热压罐中固化成型。其中，碳纤维预浸料为T300单向预浸料（不限于该材料，可以是玻纤预浸料、芳纶预浸料、碳纤维预浸料，可以是单向带、织物、缎纹等等），该材料具有良好的工艺铺敷型，其拉伸弯曲剪切等力学能能够满足产品结构要求。结合图2和图3所示，所述T型加筋结构模具包括模具型架21、主体平台22以及若干模具镶块，主体平台及若干模具镶块上均具有对应的圆形或长圆定位孔。结合图4至图7所示，本实施例根据筋的结构和走向分为四个模具镶块，包括第一镶块231、第二镶块232、第三镶块233和第四镶块234，所述第一镶块231上为圆形定位孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合材料T型加筋结构制品整体成型的制造方法，其特征在于，T型加筋结构制品采用纤维预浸料，通过热压罐工艺成型，具体步骤包括：/n（1）设计：根据T型加筋结构制品的结构设计产品的铺层角度，使用软件设计料片形状，规定料片铺敷顺序，使用裁切机裁切预浸料料片；/n（2）铺敷：在T型加筋结构模具上铺敷预浸料料片，形成铺敷完成的制品；/n（3）密封：在铺敷完成的制品上放置复合材料成型使用的辅助材料，并进行密封；/n（4）成型：在热压罐中固化成型。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合材料T型加筋结构制品整体成型的制造方法，其特征在于，T型加筋结构制品采用纤维预浸料，通过热压罐工艺成型，具体步骤包括：
（1）设计：根据T型加筋结构制品的结构设计产品的铺层角度，使用软件设计料片形状，规定料片铺敷顺序，使用裁切机裁切预浸料料片；
（2）铺敷：在T型加筋结构模具上铺敷预浸料料片，形成铺敷完成的制品；
（3）密封：在铺敷完成的制品上放置复合材料成型使用的辅助材料，并进行密封；
（4）成型：在热压罐中固化成型。


2.根据权利要求1所述的复合材料T型加筋结构制品整体成型的制造方法，其特征在于，所述辅助材料包括可剥布、隔离膜、透气毡和真空袋膜中的一种或者多种。


3.根据权利要求1所述的复合材料T型加筋结构制品整体成型的制造方法，其特征在于，所述纤维预浸料为碳纤维预浸料、玻纤预浸料和芳纶预浸料中的一种或者多种。


4.根据权利要求3所述的复合材料T型加筋结构制品的整体成型的制造方法，其特征在于，所述碳纤维预浸料为单向预浸料、织物预浸料和多轴向预浸料中的一种或多种。


5.根据权利要求1所述的复合材料T型加筋结构制品整体成型的制造方法，其特征在于，所述T型加筋结构模具包括模具型架、主体平台和若干模具镶块，所述主体平台和若干所述模具镶块上均具有对应的圆形或长圆形定位孔。


6.根据权利要求5所述的复...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾勇涛，朱坤坤，卢勇，魏长春，李威威，岳海亮，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