复合材料工字型长桁成型用软模垫及复合材料工字型长桁成型模具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种复合材料工字型长桁成型用软模垫及复合材料工字型长桁成型模具，该复合材料工字型长桁成型用软模垫包括：压力垫层和碳纤维层，压力垫层的刚度小于碳纤维层的刚度，碳纤维层设置在压力垫层的一侧的表面上，压力垫层和碳纤维层固化成型。上述的复合材料工字型长桁成型用软模垫能够用于成型出零件内部质量稳定，三角区纤维无褶皱，外形轮廓可靠的复合材料工字型长桁，且能够节约复合材料工字型长桁的制造成本。相应地，本实用新型专利技术还提供一种复合材料工字型长桁成型模具。

Soft mold pad for I-shaped composite truss and I-shaped composite truss forming mold

【技术实现步骤摘要】
复合材料工字型长桁成型用软模垫及复合材料工字型长桁成型模具
本技术涉及复合材料制造领域，尤其涉及一种复合材料工字型长桁成型用软模垫及复合材料工字型长桁成型模具。
技术介绍
加筋结构件是飞机复合材料壁板类零件最常用的结构形式，其中工字形长桁是飞机承力结构件中最常用的加筋结构。复合材料工字形长桁通常采用热压罐工艺固化成型，由于工字型长桁特殊的结构形式，其成型模在成型时通常采用工字型摆放固化。传统的工字型长桁的成型方式通常采用硬模组合模的方式进行成型，硬模成型模具有较高的加工精度，一方面能很好地保证固化成型后零件的外形尺寸和表面质量，另一方面能够很好的控制零件的厚度均匀性。但是，当配合的两个硬模制造精度在配合处均出现极限负偏差时，对于零件厚度较薄且零件的型面为非平整的曲面时，采用硬模成型模具成型零件时，复合材料的预浸料在固化过程中内部容易出现传压不均匀，进而导致固化后的零件出现孔隙、分层等内部质量缺陷。此外，硬模成型模具需要较高的模具加工精度以及定位精度，模具的设计和制造成本高，给零件制造带来较高的制造成本。另一种常用的方法是把需要配合的硬模中的一部分用软模替代，可以一定程度上避免传压不均匀导致零件内部出现质量问题，但由于软模其自身刚度不足，容易导致固化后零件的外形轮廓不能得到很好的保证，尤其是在零件固化后捻子条填充的三角区，纤维质量稳定性较差，在下底板成型模缘条上捻子条附件的预浸料容易出现不满足工程要求的纤维褶皱。
技术实现思路
本技术的一个目的在于提出一种复合材料工字型长桁成型用软模垫及复合材料工字型长桁成型模具，能够用于成型出零件内部质量稳定，三角区纤维无褶皱，外形轮廓可靠的复合材料工字型长桁，且能够节约复合材料工字型长桁的制造成本。为达此目的，一方面，本技术采用以下技术方案：一种复合材料工字型长桁成型用软模垫，包括：压力垫层和碳纤维层，所述压力垫层的刚度小于所述碳纤维层的刚度，所述碳纤维层设置在所述压力垫层的一侧的表面上，所述压力垫层和所述碳纤维层固化成型。在其中一个实施例中，所述压力垫层和所述碳纤维层热压罐固化成型。在其中一个实施例中，所述压力垫层采用橡胶材料制成。在其中一个实施例中，所述碳纤维层采用碳纤维预浸布制成。在其中一个实施例中，所述碳纤维层的厚度为0.2mm～0.5mm。在其中一个实施例中，所述碳纤维层的厚度为0.4mm。另一方面，本技术还提供一种复合材料工字型长桁成型模具，包括上述任一项所述的复合材料工字型长桁成型用软模垫。上述的复合材料工字型长桁成型用软模垫包括压力垫层和碳纤维层，压力垫层的刚度小于碳纤维层的刚度，碳纤维层设置在压力垫层的一侧的表面上，压力垫层和碳纤维层固化成型。压力垫层的刚度小于碳纤维层的刚度，压力垫层具有良好的弹性，能够避免零件内部的质量缺陷的出现，保证零件的内部质量。而碳纤维层具有一定的刚度而不易发生变形，能够避免复合材料工字型长桁三角区纤维出现褶皱，确保复合材料工字型长桁外形轮廓可靠。并且，上述的复合材料工字型长桁成型用软模垫兼顾弹性和刚度，通过与硬模相结合的方式，能够降低成型工装的制造精度与配合精度的要求，有利于节约复合材料工字型长桁的制造成本。另外，上述的复合材料工字型长桁成型用软模垫也适用于T字形长桁、工形梁等通过组合模成型的零件的制造，适用范围广泛。上述的复合材料工字型长桁成型模具通过采用上述的复合材料工字型长桁成型用软模垫，能够成型出零件内部质量稳定，三角区纤维无褶皱，外形轮廓可靠的复合材料工字型长桁，且能够节约复合材料工字型长桁的制造成本。上述的复合材料工字型长桁成型模具也适用于T字形长桁、工形梁等通过组合模成型的零件的制造，适用范围广泛。附图说明图1是一个实施例中复合材料工字型长桁成型用软模垫的结构示意图；图2是采用一个实施例的复合材料工字型长桁成型模具制备复合材料工字型长桁的合模组装结构示意图。图中：10-复合材料工字型长桁成型用软模垫，11-压力垫层，12-碳纤维层，20-左芯模成型模，30-右芯模成型模，40-上盖板成型模，50-下盖板成型模，60-左侧C型构件，70-右侧C型构件，80-下缘条平板，90-上缘条平板。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本技术的技术方案。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。请参阅图1，一实施例的复合材料工字型长桁成型用软模垫10包括压力垫层11和碳纤维层12，压力垫层11的刚度小于碳纤维层12的刚度，碳纤维层12设置在压力垫层11的一侧的表面上，压力垫层11和碳纤维层12固化成型。上述的复合材料工字型长桁成型用软模垫10的压力垫层11的刚度小于碳纤维层12的刚度，压力垫层11具有良好的弹性，能够避免零件内部的质量缺陷的出现，保证零件的外形质量。而碳纤维层12具有一定的刚度而不易发生变形，能够避免复合材料工字型长桁三角区纤维出现褶皱，确保复合材料工字型长桁外形轮廓可靠。并且，上述的复合材料工字型长桁成型用软模垫10兼顾刚度和弹性，通过与硬模相结合的方式，能够降低成型工装的制造精度与配合精度的要求，有利于节约复合材料工字型长桁的制造成本。另外，上述的复合材料工字型长桁成型用软模垫10也适用于T字形长桁、工形梁等通过组合模成型的零件的制造，适用范围广泛。在一个实施例中，压力垫层11和碳纤维层12热压罐固化成型。进一步地，在一个实施例中，压力垫层11采用橡胶材料制成，碳纤维层12采用碳纤维预浸布制成。具体地，制作复合材料工字型长桁成型用软模垫10的工艺过程如下：先将橡胶材料铺叠在成型模上；然后将预先裁剪好的碳纤维预浸布铺叠在橡胶材料上；之后在碳纤维预浸布上铺放隔离模和透气毡糊制真空袋并检查真空泄漏情况，达到要求后进入热压罐进行固化；最后，将固化后得到的橡胶材料和碳纤维预浸布成型制件从成型模上取下并对四周卷起的翻边进行修剪得到复合材料工字型长桁成型用软模垫10。在一个实施例中，为保证碳纤维层12具有一定的刚度，又不会过硬影响复合材料工字型长桁成型用软模垫10整体的弹性，碳纤维层12的厚度为0.2mm～0.5mm。具体地，在一个实施例中，碳纤维层12的厚度为0.4mm，碳纤维层12由两层厚度为0.2mm的碳纤维预浸布制成。另一方面，本技术还提供一种复合材料工字型长桁成型模具，包括上述任一项的复合材料工字型长桁成型用软模垫10。如图2所示，在一个实施例中，复合材料工字型长桁成型模具包括复合材料工字型长桁成型用软模垫10、左芯模成型模20、右芯模成型模30、上盖板成型模40和下盖板成型模50。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合材料工字型长桁成型用软模垫，其特征在于，包括：压力垫层(11)和碳纤维层(12)，所述压力垫层(11)的刚度小于所述碳纤维层(12)的刚度，所述碳纤维层(12)设置在所述压力垫层(11)的一侧的表面上，所述压力垫层(11)和所述碳纤维层(12)固化成型。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合材料工字型长桁成型用软模垫，其特征在于，包括：压力垫层(11)和碳纤维层(12)，所述压力垫层(11)的刚度小于所述碳纤维层(12)的刚度，所述碳纤维层(12)设置在所述压力垫层(11)的一侧的表面上，所述压力垫层(11)和所述碳纤维层(12)固化成型。


2.根据权利要求1所述的复合材料工字型长桁成型用软模垫，其特征在于，所述压力垫层(11)和所述碳纤维层(12)热压罐固化成型。


3.根据权利要求1所述的复合材料工字型长桁成型用软模垫，其特征在于，所述压力垫层(11)采用橡胶材料制成...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜丽萍，刘卫平，刘军，李志远，崔立军，卢鑫，张君红，徐应强，徐俊杰，熊文磊，
申请(专利权)人：中国商用飞机有限责任公司，上海飞机制造有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31