一种蜂窝夹芯结构复合材料表面共固化成型工艺方法技术

本发明专利技术公开了一种蜂窝夹芯结构复合材料表面共固化成型工艺方法；采用CATIA三维软件设计模具，并加工产品阴模和辅助碳纤维匀压板，工装型面与产品外形尺寸一致。模具采用框架焊接结构，模具型面粗糙度1.6，通过数控加工成形，保证产品外形的精度。操作时在阴模铺贴外蒙皮预浸料，控制角度误差小于等于3°；进行铺贴胶膜放置蜂窝芯，并进行抽真空预压实。上面板铺贴完成后，放置无孔隔离膜并保证隔离膜平整；放置辅助碳纤维匀压板，透气毡，真空袋，预埋热电偶。采用匀压板通过蜂窝夹芯结构的共固化成型工艺，固化过程中压力能均匀传递，内外表面质量光滑，缩短结构制造周期，避免碳纤维蜂窝夹芯结构在共固化过程中的表面缺陷。

A surface CO curing process of honeycomb sandwich composite

【技术实现步骤摘要】
一种蜂窝夹芯结构复合材料表面共固化成型工艺方法
本专利技术涉及航空工业碳纤维复合材料蜂窝夹芯结构成型技术，具体地说，涉及一种改善蜂窝夹芯结构表面塌陷的共固化成型工艺方法。
技术介绍
先进碳纤维复合材料具有高的比强度、比模量，可设计性强的特点。由于轻量化设计的要求，越来越多的航空飞行器采用复合材料设计。合理的设计，可以大幅度减轻结构重量，提高机体的综合性能，增加任务载荷，提高续航时间等。蜂窝夹芯结构设计不仅可以减轻重量，又能提高结构的刚性。蜂窝夹芯结构一般采用内外蒙皮面板与蜂窝芯子二次胶接的方式，也有采用内外蒙皮与蜂窝芯子一次成型，热压罐共固化的方式制造成型，然而蜂窝芯子的非工装面蒙皮，在固化压力作用下会在表面形成很多小凹坑，影响产品质量。专利技术专利CN103935050A“一种防止厚蜂窝滑移塌陷的夹芯结构成型工艺方法”，采用减小蜂窝楔形角度和内部强化、固定蜂窝的整体固化工艺方法，防止厚蜂窝滑移塌陷的成型方法。但是不能够改善产品的表面质量，而且仅仅对厚蜂窝有效。
技术实现思路
为了避免现有技术存在的不足，本专利技术提出一种蜂窝夹芯结构复合材料表面共固化成型工艺方法；采用增加辅助碳纤维匀压板，通过蜂窝夹芯结构的共固化成型工艺，固化过程中压力能均匀传递，内外表面质量光滑，缩短结构制造周期，避免碳纤维蜂窝夹芯结构在共固化过程中表面缺陷问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种蜂窝夹芯结构复合材料表面共固化成型工艺方法，其特征在于包括以下步骤:步骤1.外主体阴模设计与制造；采用CATIA三维软件设计模具，加工产品阴模，工装型面与产品外形尺寸一致；采用框架焊接结构，模具型面粗糙度1.6，通过数控加工成形，保证产品外形的精度；步骤2.设计制造辅助复合材料匀压板；采用三维软件设计，工装型面与产品内形尺寸一致，且在工装产品表面保留80mm真空气嘴区域；模具材料为Q235钢，模具型面粗糙度1.6，通过数控加工成形；将模具表面清理干净并涂敷脱模剂，铺贴四层玻璃布预浸料，在烘箱中固化，获得所需要的复合材料匀压板；步骤3.成型；在阴模铺贴外蒙皮预浸料，控制角度误差小于等于3°；进行抽真空预压实，铺贴一层胶膜，放置蜂窝芯，并进行抽真空预压实；铺贴内蒙皮预浸料，控制角度误差小于等于3°；在净化间操作，环境温度为18～28℃，湿度≤65％，每升小于10微米的颗粒数≤50个，预压实压力不小于0.08MPa，时间为15分钟；步骤4.热压罐固化；上面板铺贴完成后，放置一层无孔隔离膜，保证隔离膜平整无褶皱并放置复合材料匀压板，透气毡，真空袋，预埋热电偶，并保证气密性；步骤5.外形加工；按照产品表面的模具印痕线，将余边进行加工清除，获得内外表面平整的复合材料共固化结构。有益效果本专利技术提出的一种蜂窝夹芯结构复合材料表面共固化成型工艺方法；采用CATIA三维软件设计模具，并加工产品阴模和辅助碳纤维匀压板，工装型面与产品外形尺寸一致。模具采用框架焊接结构，模具型面粗糙度1.6，通过数控加工成形，保证产品外形的精度。操作时在阴模铺贴外蒙皮预浸料，控制角度误差小于等于3°；进行铺贴胶膜放置蜂窝芯，并进行抽真空预压实。上面板铺贴完成后，放置一层无孔隔离膜，保证隔离膜平整无褶皱并放置复合材料匀压板，透气毡，真空袋，预埋热电偶，保证气密性。采用增加辅助碳纤维匀压板，通过蜂窝夹芯结构的共固化成型工艺，固化过程中压力能均匀传递，内外表面质量光滑，缩短结构制造周期，避免碳纤维蜂窝夹芯结构在共固化过程中表面缺陷问题。附图说明下面结合附图和实施方式对本专利技术一种蜂窝夹芯结构复合材料表面共固化成型工艺方法作进一步详细说明。图1为本专利技术采用复合材料匀压板防止结构表面塌陷共固化示意图。图中:1.阴模2.下面板预浸料3.胶膜4.蜂窝芯5.上面板预浸料6.复合材料匀压板7.无孔隔离膜8.透气毡9.真空袋10.密封胶带具体实施方式本实施例是一种蜂窝夹芯结构复合材料表面共固化成型工艺方法。参阅图1，本实施例蜂窝夹芯结构复合材料表面共固化成型工艺方法应用于某型产品成型过程；第一步，外主体阴模设计与制造；采用CATIA三维软件设计，设计和加工产品阴模1，工装型面与产品外形尺寸一致，并且在工装产品表面保留80mm真空气嘴区域。模具材料为Q235钢，采用框架焊接结构，框架式结构主要是为了满足模具在热压罐中热流动的均匀性和充分性；模具型面粗糙度1.6，采用数控加工成形，保证产品外形的精度。第二步，设计、制造复合材料匀压板；采用CATIA三维软件设计，设计和加工匀压板阴模，工装型面与产品内形尺寸一致，并且在工装产品表面保留有80mm真空气嘴区域；模具材料为Q235钢，采用框架焊接结构，框架式结构是为了满足模具在热压罐中热流动的均匀性和充分性；模具型面粗糙度为1.6，通过数控加工成形，保证产品外形的精度；将模具表面进行清理干净并涂敷脱模剂，铺贴四层玻璃布预浸料，在烘箱中固化，获得所需要的复合材料匀压板6。第三步，成型；在产品阴模1铺贴下面板预浸料2，控制角度误差小于等于3°，进行抽真空预压实；铺贴一层胶膜3，放置蜂窝芯4，并且进行抽真空预压实；铺贴上面板预浸料5，控制角度误差小于等于3°。本实施例蜂窝夹芯结构复合材料表面共固化成型，需在净化间操作，环境温度18～28℃，湿度≤65％，每升小于10微米的颗粒数≤50个；预压实压力不小于0.08MPa，时间15分钟。第四步，组合；上面板铺贴完成之后，放置一层无孔隔离膜7，保证隔离膜平整无褶皱。依次放置复合材料匀压板6，透气毡8，真空袋9，预埋热电偶，保证气密性，进行工艺组合。第五步，固化；检查气密性，合格之后放置入热压罐；升温速率:2℃/min，120℃保持1小时，降温速率:2℃/min，罐压0.2MPa，整个过程抽真空，60℃出罐，自然冷却降至常温，进行脱模。第六步，外形加工；按照产品表面的模具印痕线，将余边进行加工清除，获得内外表面平整的复合材料共固化结构。本实施例蜂窝夹芯结构复合材料表面共固化成型，采用辅助碳纤维匀压板，通过蜂窝夹芯结构的共固化成型工艺，固化过程中压力能均匀传递，内外表面质量光滑，缩短了结构制造周期，避免碳纤维蜂窝夹芯结构在共固化过程中表面缺陷问题。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蜂窝夹芯结构复合材料表面共固化成型工艺方法，其特征在于包括以下步骤:/n步骤1.外主体阴模设计与制造；采用CATIA三维软件设计模具，加工产品阴模，工装型面与产品外形尺寸一致；采用框架焊接结构，模具型面粗糙度1.6，通过数控加工成形，保证产品外形的精度；/n步骤2.设计制造辅助复合材料匀压板；采用三维软件设计，工装型面与产品内形尺寸一致，且在工装产品表面保留80mm真空气嘴区域；模具材料为Q235钢，模具型面粗糙度1.6，通过数控加工成形；将模具表面清理干净并涂敷脱模剂，铺贴四层玻璃布预浸料，在烘箱中固化，获得所需要的复合材料匀压板；/n步骤3.成型；在阴模铺贴外蒙皮预浸料，控制角度误差小于等于3°；进行抽真空预压实，铺贴一层胶膜，放置蜂窝芯，并进行抽真空预压实；铺贴内蒙皮预浸料，控制角度误差小于等于3°；在净化间操作，环境温度为18～28℃，湿度≤65％，每升小于10微米的颗粒数≤50个，预压实压力不小于0.08MPa，时间为15分钟；/n步骤4.热压罐固化；上面板铺贴完成后，放置一层无孔隔离膜，保证隔离膜平整无褶皱并放置复合材料匀压板，透气毡，真空袋，预埋热电偶，并保证气密性；/n步骤5.外形加工；按照产品表面的模具印痕线，将余边进行加工清除，获得内外表面平整的复合材料共固化结构。/n...

【技术特征摘要】
1.一种蜂窝夹芯结构复合材料表面共固化成型工艺方法，其特征在于包括以下步骤:
步骤1.外主体阴模设计与制造；采用CATIA三维软件设计模具，加工产品阴模，工装型面与产品外形尺寸一致；采用框架焊接结构，模具型面粗糙度1.6，通过数控加工成形，保证产品外形的精度；
步骤2.设计制造辅助复合材料匀压板；采用三维软件设计，工装型面与产品内形尺寸一致，且在工装产品表面保留80mm真空气嘴区域；模具材料为Q235钢，模具型面粗糙度1.6，通过数控加工成形；将模具表面清理干净并涂敷脱模剂，铺贴四层玻璃布预浸料，在烘箱中固化，获得所需要的复合材料匀压板；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：段国晨，赵景丽，赵伟超，何颖，
申请(专利权)人：西安爱生技术集团公司，西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61