一种两端收口管形复合材料零件的成型方法技术

本发明专利技术涉及一种两端收口的管形复合材料零件的成型方法，该成型方法首先是先通过在上模具和下模具管形组合的辅助模具型腔内成型出管状可熔性模具，辅助模具的型腔外型面与管形复合材料零件的内型面相同。然后再通过管状可熔性模具制备出两端收口的管形复合材料零件，在管形复合材料零件成型完成后再通过加热，使管状可熔性模具变软后完成脱模，通过利用管状可熔性模具与管形复合材料零件的玻璃化转变温度差实现脱模，避免了使用金属组合型模具，降低了模具的制造成本和制造难度，可熔性模具使用的热塑性塑料具有可回收的特点，可以重复使用，该方法具有操作简便、成本低等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种两端收口管形复合材料零件的成型方法
本专利技术涉及管状异形复合材料零件制造
，特别是涉及一种两端收口管形复合材料零件的成型方法。
技术介绍
树脂基复合材料广泛的应用于航空航天等领域，应用结构越来越复杂，柱状复合材料零件作为一类主要的结构形式，被用于替代传统金属结构的支柱、框架等结构中，用以减轻结构重量。柱状复合材料结构包括：中空管状复合材料结构、芯材填充型柱状结构等，中空管状结构是在航天领域应用较多的一类形式，但该类结构件在设计与制造时，多以阳模形式进行结构设计和制造，因此一般需要中空管状结构有一定的拔模角度，以使零件能够脱模。而闭角管状复合材料零件某一端或两端均存在收口的现象，在零件制造时，则需要将模具设计为分块形式，每次制造前，首先将各块模具组合起来，固化后在分块脱模，模具设计较为复杂，成型效率较低。两端收口的管形复合材料零件的另外一种常见的结构是中间填充低密度泡沫芯材，泡沫芯材在复合材料管形零件固化后不取出，保留在零件中间，这种结构的缺陷在于：1)增加了复合材料件重量；2)增加了泡沫芯的材料成本和加工成本，使复材件整体成本较高。因此，本专利技术提供了一种两端收口管形复合材料零件的成型方法，解决难以脱模的闭角两端收口的管状复合材料零件的难脱模的现象，采用可熔性模具制造该类结构。利用热塑性塑料片制造薄壁可熔性阳模，在该阳模上铺贴固化管状复合材料零件，并利用可熔性阳模与复合材料零件的玻璃化转变温度差实现脱模。
技术实现思路
(1)要解决的技术问题本专利技术提出一种两端收口管形复合材料零件的成型方法，解决了两端收口的管状复合材料零件的难以脱模的问题。(2)技术方案本专利技术的实施例提出了一种两端收口管形复合材料零件的成型方法，该成型方法包括：步骤S110，在辅助模具的型腔内壁上贴附塑料片材，然后在塑料片材的表面放置脱模布，用于制造管状可熔性模具，其中，所述辅助模具的型腔为两端收口的管形结构，并且辅助模具的型腔外型面与待成形的管形复合材料零件的内型面相同；步骤S120，使用管状真空袋从所述辅助模具的中间空腔穿过，并密封在所述辅助模具的外侧，将完成的整体组件放在烘箱加热到所述塑料片材的熔点，使所述塑料片材熔化后粘合到一起，整体组件冷却后，去除所述管状真空袋和脱模布，并打开辅助模具，取出制造好的两端收口的管状可熔性模具；步骤S130，在所述管状可熔性模具两端的收口上分别放置前密封盖和后密封盖，并用卡箍将管状可熔性模具和密封盖卡紧密封，前密封盖上接有通气口和阀门，通过前密封盖的阀门向所述管状可熔性模具内部充入高压气体，关闭阀门；步骤S140，在所述管状可熔性模具外表面按照预定的铺层铺贴预浸料，形成管形复合材料零件坯体，铺贴完成后打开阀门排出内部的高压气体，并去除前密封盖、后密封盖和卡箍；步骤S150，在所述管形复合材料零件坯体表面放置脱模布和真空袋，并使用管状真空袋从所述管状可熔性模具的中间空腔穿过，管状真空带内放置真空嘴，将所述管形复合材料零件坯体表面的真空袋和穿过的管状真空袋用密封胶条粘接，抽真空后放入热压罐按预浸料工艺固化；步骤S160，去除管形复合材料零件坯体表面的真空袋、脱模布和中间空腔的管状真空袋，将所述管状可熔性模具连同外表面的管形复合材料零件放入烘箱，升温到塑料片材的玻璃化转变温度，使管状可熔性模具变软，从所述管形复合材料零件中将变软的管状可熔性模具拉出，最终得到两端收口的管形复合材料零件。进一步地，在所述步骤S110中，所述塑料片的材料为热塑性材料，所述塑料片材料的玻璃化转变温度高于步骤S140中所述预浸料的固化温度，并且所述玻璃化转变温度低于所述预浸料固化后的玻璃化转变温度。进一步地，所述塑料片的材料为聚碳酸酯材料。进一步地，在所述步骤S120中，制造好的所述管状可熔性模具的壁厚不大于5mm。进一步地，在所述步骤S130中，向所述管状可熔性模具内部充入高压气体后，所述管状可熔性模具外表面型面在法向方向的变形低于0.6mm。进一步地，在所述步骤S110中，所述辅助模具包括具有对称结构的上模具和下模具，所述上模具和下模具的两端合模处均对称设有至少两对定位锁紧螺纹孔，在步骤S120之前，需要通过锁紧螺栓穿入所述定位锁紧螺纹孔后锁紧，使所述上模具和下模具合模成为完整的辅助模具。进一步地，在所述步骤S120中，在所述整体组件冷却后，去除所述管状真空袋和脱模布，并通过拆除所述锁紧螺栓将辅助模具打开，取出制造好的所述管状可熔性模具。(3)有益效果综上，本专利技术利用管状可熔性模具在一定温度下变软的特点，解决了两端收口管形复合材料零件在成型后难以脱模的问题，通过本专利技术的成型方法，在零件固化成型后，只需升温使管状可熔性模具变软即可实现脱模，该成型方法操作简便易行。并且，在室温下铺贴复合材料的预浸料时，由于可熔性模具内高压气体的存在，模具刚性得到了保障，保证零件的外形面具有足够精度。同时，避免了使用金属组合型模具，降低了模具的制造成本和制造难度，可熔性模具使用的热塑性塑料片材具有可回收的特点，可以重复使用。因此，该方法具有操作简便、成本低等特点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例的一种管形复合材料零件纵向截面示意图。图2是管形复合材料零件的横截面示意图。图3是管状可熔性模具制造组合示意图。图4是制造管状可熔性模具的上、下模具锁紧横截面示意图。图5是管形复合材料零件坯体制造组合示意图。图6是密封盖锁紧示意图。图中：1-管形复合材料零件；2-上模具；3-下模具；4-管状可熔性模具；23-角度标杆；3-打磨支架；4-真空箱；5-模具锁紧螺栓；6-管形复合材料零件坯体；7-后密封盖；8-前密封盖；9-阀门；10-卡箍；11-卡箍锁紧螺栓。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本专利技术的原理，但不能用来限制本专利技术的范围，即本专利技术不限于所描述的实施例，在不脱离本专利技术的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。参见图1～图6，本专利技术实施例提供了一种两端收口的管形复合材料零件的成型方法。该成型方法是先通过在上模具2和下模具3管形组合的辅助模具型腔内成型出管状可熔性模具4，辅助模具的型腔外型面与管形复合材料零件1的内型面相同。然后再通过管状可熔性模具4制备出两端收口的管形复合材料零件1，在管形复合材料零件1成型完成后再通过加热，使管状可熔性模具4变软后完成脱模，通过利用管状可熔性模具4与管形复合材料零件1的玻璃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种两端收口管形复合材料零件的成型方法，其特征在于，成型方法包括：/n步骤S110，在辅助模具的型腔内壁上贴附塑料片材，然后在塑料片材的表面放置脱模布，用于制造管状可熔性模具，其中，所述辅助模具的型腔为两端收口的管形结构，并且辅助模具的型腔外型面与待成形的管形复合材料零件的内型面相同；/n步骤S120，使用管状真空袋从所述辅助模具的中间空腔穿过，并密封在所述辅助模具的外侧，将完成的整体组件放在烘箱加热到所述塑料片材的熔点，使所述塑料片材熔化后粘合到一起，整体组件冷却后，去除所述管状真空袋和脱模布，并打开辅助模具，取出制造好的两端收口的管状可熔性模具；/n步骤S130，在所述管状可熔性模具两端的收口上分别放置前密封盖和后密封盖，并用卡箍将管状可熔性模具和密封盖卡紧密封，前密封盖上接有通气口和阀门，通过前密封盖的阀门向所述管状可熔性模具内部充入高压气体，关闭阀门；/n步骤S140，在所述管状可熔性模具外表面按照预定的铺层铺贴预浸料，形成管形复合材料零件坯体，铺贴完成后打开阀门排出内部的高压气体，并去除前密封盖、后密封盖和卡箍；/n步骤S150，在所述管形复合材料零件坯体表面放置脱模布和真空袋，并使用管状真空袋从所述管状可熔性模具的中间空腔穿过，管状真空带内放置真空嘴，将所述管形复合材料零件坯体表面的真空袋和穿过的管状真空袋用密封胶条粘接，抽真空后放入热压罐按预浸料工艺固化；/n步骤S160，去除管形复合材料零件坯体表面的真空袋、脱模布和中间空腔的管状真空袋，将所述管状可熔性模具连同外表面的管形复合材料零件放入烘箱，升温到塑料片材的玻璃化转变温度，使管状可熔性模具变软，从所述管形复合材料零件中将变软的管状可熔性模具拉出，最终得到两端收口的管形复合材料零件。/n...

【技术特征摘要】
1.一种两端收口管形复合材料零件的成型方法，其特征在于，成型方法包括：
步骤S110，在辅助模具的型腔内壁上贴附塑料片材，然后在塑料片材的表面放置脱模布，用于制造管状可熔性模具，其中，所述辅助模具的型腔为两端收口的管形结构，并且辅助模具的型腔外型面与待成形的管形复合材料零件的内型面相同；
步骤S120，使用管状真空袋从所述辅助模具的中间空腔穿过，并密封在所述辅助模具的外侧，将完成的整体组件放在烘箱加热到所述塑料片材的熔点，使所述塑料片材熔化后粘合到一起，整体组件冷却后，去除所述管状真空袋和脱模布，并打开辅助模具，取出制造好的两端收口的管状可熔性模具；
步骤S130，在所述管状可熔性模具两端的收口上分别放置前密封盖和后密封盖，并用卡箍将管状可熔性模具和密封盖卡紧密封，前密封盖上接有通气口和阀门，通过前密封盖的阀门向所述管状可熔性模具内部充入高压气体，关闭阀门；
步骤S140，在所述管状可熔性模具外表面按照预定的铺层铺贴预浸料，形成管形复合材料零件坯体，铺贴完成后打开阀门排出内部的高压气体，并去除前密封盖、后密封盖和卡箍；
步骤S150，在所述管形复合材料零件坯体表面放置脱模布和真空袋，并使用管状真空袋从所述管状可熔性模具的中间空腔穿过，管状真空带内放置真空嘴，将所述管形复合材料零件坯体表面的真空袋和穿过的管状真空袋用密封胶条粘接，抽真空后放入热压罐按预浸料工艺固化；
步骤S160，去除管形复合材料零件坯体表面的真空袋、脱模布和中间空腔的管状真空袋，将所述管状可熔性模具连同外表面的管形复合材料零件放入烘箱，升温到塑料片材的玻璃化转变温度，使管状可熔性模具变软，从所述管形复合材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔海超，翟全胜，苗春卉，张洋，刘立朋，
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