一种帽型加筋壁板RFI整体成型的树脂流动控制方法技术

本发明专利技术属于高性能树脂基复合材料低成本制造技术领域，涉及一种帽型加筋壁板RFI整体成型的树脂流动控制方法。传统RFI工艺中树脂在帽型加筋根部分流，树脂沿帽型加筋两侧层间向帽顶流动，容易在帽顶和帽底产生干斑导致零件报废。本发明专利技术考虑帽型加筋壁板的结构特点和RFI工艺树脂流动特性，将帽型加筋壁板分解为环形结构和板形结构两类结构单元，建立同时适用于环形结构和板形结构树脂流动控制的树脂流动模型，形成帽型加筋壁板RFI整体成型树脂流动模型，根据建立的树脂流动模型进行树脂铺放和气路设置在RFI工艺过程中引导树脂流动，实现树脂对帽型加筋壁板预成型体的完全浸润。

【技术实现步骤摘要】
一种帽型加筋壁板RFI整体成型的树脂流动控制方法
本专利技术属于高性能树脂基复合材料低成本制造
，涉及一种帽型加筋壁板RFI整体成型的树脂流动控制方法。
技术介绍
随着复合材料材料用量的不断扩大，提高结构整体性降低复合材料制造成本成为复合材料发展的趋势，由于树脂膜渗透工艺ResinFilmInfusion简称RFI可以结合缝合、编织等三维增强技术提高传统层合板结构层间强度和抗冲击损伤能力，并适合大尺寸壁板类构件整体成型的的优势，近年来得到越来越多的应用。实现RFI工艺树脂转移是制约成型成败的关键，RFI树脂转移过程是升温过程中树脂熔融在系统内部真空压力差作用下使树脂流动，浸润干态纤维预成型体，RFI工艺制件的质量很大程度上取决于树脂浸润预成型体的情况。帽型复合材料加筋壁板由于具有较好的刚度而成为飞机结构上常用的一种复合材料加筋壁板形式，也成为近年来采用缝合/RFI工艺成型的一种很典型的壁板结构。由于帽型加筋壁板结构开敞性差，实现帽型加筋壁板RFI整体成型，除克服加压、脱模等预浸料/热压罐工艺遇到的成型难度之外，对于RFI液体成型来讲，还涉及树脂流动控制等诸多难题。帽型加筋壁板的帽型加筋与蒙皮间围成的是环形结构，传统RFI工艺中树脂在帽型加筋根部分流，树脂沿帽型加筋两侧层间向帽顶流动，容易在帽顶和帽底产生干斑导致零件报废，如图1所示。如何控制帽型加筋壁板在RFI工艺过程中树脂流动，使树脂完全浸润干态纤维避免干斑是帽型加筋壁板RFI整体成型的一项关键技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是，针对现有技术容易出现干斑的问题，提出一种帽型加筋壁板RFI整体成型的树脂流动控制方法，实现高质量帽型加筋壁板的RFI整体成型。本专利技术考虑帽型加筋壁板的结构特点和RFI工艺树脂流动特性，将帽型加筋壁板分解为环形结构和板形结构两类结构单元，建立同时适用于环形结构和板形结构树脂流动控制的树脂流动模型，形成帽型加筋壁板RFI整体成型树脂流动模型，根据建立的树脂流动模型进行树脂铺放和气路设置在RFI工艺过程中引导树脂流动，实现树脂对帽型加筋壁板预成型体的完全浸润。本专利技术提供一种帽型加筋壁板RFI整体成型的树脂流动控制方法，该方法包括以下步骤：S1、将帽型加筋壁板分解为环形结构和板形结构两类结构单元；S2、建立适用于环形结构和板形结构的树脂流动控制模型；S3、根据树脂流动控制模型进行树脂膜铺放和气路设置；S4、搭接形成气路并执行RFI工艺引导树脂流动，实现树脂对帽型加筋壁板预成型体的完全浸润。进一步地，步骤S1中，由帽型加筋侧壁、帽顶、与帽型加筋型腔底部对应的蒙皮构成所述环形结构，由帽型加筋下翻边及其他区域的蒙皮构成板形结构。进一步地，步骤S2中，对环形结构和板形结构分别建立第一种树脂流动控制模型，其中适于环形结构的树脂流动方向为由内向外，适于板形结构的树脂流动方向与环形结构在蒙皮侧的树脂流动方向一致。进一步地，步骤S2中，对环形结构和板形结构分别建立第二种树脂流动控制模型，其中适于环形结构的树脂流动方向为由外向内，适于板形结构的树脂流动方向与环形结构在蒙皮侧的树脂流动方向一致。进一步地，对于第一种树脂流动控制模型，上型面模具与帽型加筋在边缘对接；并且在环形结构区域，帽型加筋的内侧是树脂膜、帽型加筋内型模，在帽型加筋外侧由内向外依次是帽型加筋外型模、透气材料或半透膜材料、隔离材料；在板形结构区域，依次铺敷有树脂膜、边缘铺覆的隔离材料；帽型加筋外型模均布若干通孔，上型面模具具有若干通孔；在以上结构的基础上，整体铺敷有第二透气材料和真空薄膜；在蒙皮的多层机织物的相邻层之间铺敷有树脂膜；在蒙皮最外侧部分铺覆或全部铺覆有透气材料。进一步地，对于第一种树脂流动控制模型，上型面模具与帽型加筋在边缘对接；并且在环形结构区域，帽型加筋的内侧是帽型加筋内型模，该帽型加筋的多层机织物的相邻层之间是树脂膜，在帽型加筋外侧由内向外依次是帽型加筋外型模、透气材料或半透膜材料、隔离材料；在板形结构区域，依次铺敷有树脂膜、边缘铺覆的隔离材料；帽型加筋外型模均布若干通孔，上型面模具具有若干通孔；在以上结构的基础上，整体铺敷有第二透气材料和真空薄膜；在蒙皮的多层机织物的相邻层之间铺敷有树脂膜；在蒙皮最外侧部分铺覆或全部铺覆有透气材料。进一步地，在蒙皮外表面或周边余量区蒙皮理论边缘之外铺放透气材料。进一步地，对于第二种树脂流动控制模型，上型面模具与帽型加筋在边缘对接；并且在环形结构区域，帽型加筋的内侧由外向内依次是第一透气材料和帽型加筋内型模，在帽型加筋外侧由内向外依次是帽型加筋外型模、树脂膜和隔离材料或半透膜材料；在板形结构区域，依次铺敷有第三透气材料或半透膜材料和隔离材料；在以上铺层基础上整体铺敷有第二透气材料和真空薄膜；帽型加筋外型模均布若干通孔，上型面模具具有若干通孔；在整个蒙皮外侧铺敷有树脂膜或者蒙皮的多层机织物的相邻层之间铺敷有树脂膜。进一步地，对于第二种树脂流动控制模型，上型面模具与帽型加筋在边缘对接；并且在环形结构区域，帽型加筋内侧由外向内依次是第一透气材料和帽型加筋内型模，在帽型加筋外侧由内向外依次是帽型加筋外型模和隔离材料或半透膜材料,其中帽型加筋为多层纤维机织物，在相邻层间铺设树脂膜；在板形结构区域，依次铺敷有第三透气材料或半透膜材料、隔离材料；在以上铺层基础上整体铺敷有第二透气材料和真空薄膜；帽型加筋外型模均布若干通孔，上型面模具具有若干通孔；在整个蒙皮外侧铺敷有树脂膜或者蒙皮的多层机织物的相邻层之间铺敷有树脂膜。本专利技术的优点是：1帽型加筋壁板树脂流动模型克服了传统RFI工艺方法树脂在帽型加筋根部分流现象，避免了帽型加筋由于树脂分流产生干斑，为RFI整体成型帽型加筋壁板提供了必备条件。2提供了一种与帽型加筋壁板树脂流动模型配套的气路设置方法，通过结合模具结构进行气路设置，在预成型体与模具组装过程中分区域采用透气材料、隔离材料引导树脂流动实现树脂对干纤维的浸润。3建立的帽型加筋壁板树脂流动模型及配套的气路设置方法，不仅实现了帽型加筋壁板的RFI成型，而且缩短了树脂渗透预成型体的时间，提高了成型效率4通过所采用的材料进行计算，可以指导制定帽型加筋壁板树脂膜铺放方案，选择更适宜的树脂流动控制模型实现高质量帽型加筋壁板的RFI整体成型。附图说明图1是传统RFI工艺帽型加筋壁板树脂流动示意图；图2是本专利技术中对帽型加筋壁板结构分解示意图；图3是帽型加筋壁板RFI工艺两种树脂流动模型的示意图；图4RFI工艺树脂膜放置方式示意图；图5是第一种树脂流动控制模型的树脂膜放置及气路设置示意图；图6是第二种树脂流动控制模型的树脂膜放置及气路设置示意图。具体实施方式下面对本专利技术做进一步详细说明。帽型加筋壁板由若干帽型加筋9和蒙皮10构成，为实现帽型加筋壁板树脂流动控制，对帽型加筋壁板进行结构分解。将帽型加筋两侧、帽顶、帽型加筋型腔底部的蒙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种帽型加筋壁板RFI整体成型的树脂流动控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/nS1、将帽型加筋壁板分解为环形结构(1)和板形结构(2)两类结构单元；/nS2、建立适用于环形结构(1)和板形结构(2)的树脂流动控制模型；/nS3、根据树脂流动控制模型进行树脂膜铺放和气路设置；/nS4、搭接形成气路并执行RFI工艺引导树脂流动，实现树脂对帽型加筋壁板预成型体的完全浸润。/n

【技术特征摘要】
1.一种帽型加筋壁板RFI整体成型的树脂流动控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1、将帽型加筋壁板分解为环形结构(1)和板形结构(2)两类结构单元；
S2、建立适用于环形结构(1)和板形结构(2)的树脂流动控制模型；
S3、根据树脂流动控制模型进行树脂膜铺放和气路设置；
S4、搭接形成气路并执行RFI工艺引导树脂流动，实现树脂对帽型加筋壁板预成型体的完全浸润。


2.根据权利要求1所述的树脂流动控制方法，其特征在于：步骤S1中，由帽型加筋侧壁、帽顶、与帽型加筋(9)型腔底部对应的蒙皮(10)构成所述环形结构(1)，由帽型加筋下翻边及其他区域的蒙皮(10)构成板形结构(2)。


3.根据权利要求2所述的树脂流动控制方法，其特征在于：步骤S2中，对环形结构(1)和板形结构(2)分别建立第一种树脂流动控制模型(7)，其中适于环形结构(1)的树脂流动方向为由内向外，适于板形结构(2)的树脂流动方向与环形结构(1)在蒙皮侧的树脂流动方向一致。


4.根据权利要求2所述的树脂流动控制方法，其特征在于：步骤S2中，对环形结构(1)和板形结构(2)分别建立第二种树脂流动控制模型(8)，其中适于环形结构(1)的树脂流动方向为由外向内，适于板形结构(2)的树脂流动方向与环形结构(1)在蒙皮侧的树脂流动方向一致。


5.根据权利要求3所述的树脂流动控制方法，其特征在于：对于第一种树脂流动控制模型(7)，上型面模具(14)与帽型加筋(9)在边缘对接；并且在环形结构(1)区域，帽型加筋(9)的内侧是树脂膜(11)、帽型加筋内型模(15)，在帽型加筋(9)外侧由内向外依次是帽型加筋外型模(13)、透气材料(16)或半透膜材料、隔离材料(18)；在板形结构(2)区域，依次铺敷有树脂膜(11)、边缘铺覆的隔离材料(19)；帽型加筋外型模(13)均布若干通孔，上型面模具(14)具有若干通孔；在以上结构的基础上，整体铺敷有第二透气材料(24)和真空薄膜(25)；在蒙皮(10)的多层机织物的相邻层之间铺敷有树脂膜(11)；在蒙皮(10)最外侧部分铺覆或全部铺覆有透气材料(17)。


6.根据权利要求3所述的树脂流动控制方法，其特征在于：对于第一种树脂流动控制模型(7)，上型面模具(14)与帽型加筋(9)在边缘对接；并且在环形结构(1)区域，帽型加筋(9)的内侧是帽型...

【专利技术属性】
技术研发人员：高艳秋，赵龙，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11