一种雪车曲面薄壁复合材料结构件的制造方法技术

本发明专利技术提供了一种雪车曲面薄壁复合材料结构件的制造方法，所述雪车曲面薄壁复合材料结构件包括前段上盖(1)、前段下盖(2)、前保险杠罩(3)、后保险杠罩(4)、腰撑(5)、内造型面(6)、车架防护罩(7)和腿托板(8)，所述前段上盖(1)、前段下盖(2)、前保险杠罩(3)、后保险杠罩(4)、腰撑(5)、内造型面(6)和车架防护罩(7)均为纤维增强树脂基复合材料结构件，所述腿托板(8)为纤维增强树脂基复合材料蒙皮与泡沫芯材组合的夹层结构件；各结构件通过在相应的成型模具上铺覆纤维增强树脂基预浸料，再通过固化得到。本发明专利技术成型方法获得的雪车结构件具有轻质、高强、可定制的特点。可定制的特点。可定制的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种雪车曲面薄壁复合材料结构件的制造方法


[0001]本专利技术属于复合材料成型
，特别涉及一种雪车曲面薄壁复合材料结构件的制造方法。

技术介绍

[0002]相较于木材、钢材、不锈钢、铝合金等，纤维增强复合材料作用于体育器材的优势表现在：1)较强的可设计性。不断完善的复合材料成型技术提升了设计体育运动器材的空间和自由度，更易于获取各种产品相应的成型方法，甚至能够以实际运动选手本身特点为依据实现体育运动器材的定制，从而提升体育器材的人性化和实用性；2)良好的力学性能。体育器材需兼顾使用性能和力学性能，在比强度、比模量和比弹性方面表现突出的纤维增强复合材料还具有良好的阻尼减震性能，成为体育器材主要原料之一；3)重量较轻，体育运动器材的运动(如高尔夫球杆、自行车、滑雪板等)大多借助人力完成，要求器材越轻越好，相比于金属杆应用碳纤维增强材料后的球杆的力学性能得以明显提高(仅达到金属杆重量的30％～50％)。
[0003]雪车自1924年成为冬奥比赛项目后进入大众视野，但由于地理位置劣势，我国对该项目的关注较晚，国内对复合材料雪车的自主开发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种雪车曲面薄壁复合材料结构件的制造方法，其特征在于，所述雪车曲面薄壁复合材料结构件包括前段上盖(1)、前段下盖(2)、前保险杠罩(3)、后保险杠罩(4)、腰撑(5)、内造型面(6)、车架防护罩(7)和腿托板(8)，所述前段上盖(1)、前段下盖(2)、前保险杠罩(3)、后保险杠罩(4)、腰撑(5)、内造型面(6)和车架防护罩(7)均为纤维增强树脂基复合材料结构件，所述腿托板(8)为纤维增强树脂基复合材料蒙皮与泡沫芯材组合的夹层结构件；前段上盖(1)、前段下盖(2)、前保险杠罩(3)、后保险杠罩(4)、腰撑(5)、内造型面(6)、车架防护罩(7)和腿托板(8)的成型模具分别为前段上盖阴模成型模具、前段下盖阴模成型模具、前保险杠罩阴模成型模具、后保险杠罩阴模成型模具、腰撑阴模成型模具、内造型面阴模成型模具、车架防护罩阳模成型模具、以及腿托板阳模成型模具，各结构件通过在相应的成型模具上铺覆纤维增强树脂基预浸料，再通过固化得到。2.根据权利要求1所述的雪车曲面薄壁复合材料结构件的制造方法，其特征在于，所述前段上盖(1)、前段下盖(2)包含变厚度截面结构，其主体厚度为2.5～3.5mm，加厚区为8～12mm；和/或所述前保险杠罩(3)、后保险杠罩(4)、腰撑(5)、内造型面(6)、车架防护罩(7)为等厚度结构，其厚度为2.5～4.5mm；和/或所述腿托板(8)为夹层结构，其单边蒙皮厚度为2～3mm，泡沫芯材厚度为4～6mm。3.根据权利要求1所述的雪车曲面薄壁复合材料结构件的制造方法，其特征在于，所述前段上盖阴模成型模具的成型区域为内凹空间曲面结构，外形投影为三角形；和/或所述前段下盖阴模成型模具的成型区域为空间曲面结构，外形投影为等腰梯形；和/或所述前保险杠罩阴模成型模具、后保险杠罩阴模成型模具的成型区域为小舟结构；和/或所述腰撑阴模成型模具、内造型面阴模成型模具的成型区域为空间异形曲面结构；和/或所述车架防护罩阳模成型模具的成型区域为空间异形曲面结构，存在空间狭小的内陷峡谷结构；和/或所述腿托板阳模成型模具的成型区域为倒角R＝45
°
的立方体结构。4.根据权利要求1所述的雪车曲面薄壁复合材料结构件的制造方法，其特征在于，所述前段上盖、前段下盖的成型方式，包括如下步骤：S1.组装前段上盖阴模成型模具或前段下盖阴模成型模具；S2.在前段上盖阴模成型模具或前段下盖阴模成型模具上铺覆一层预浸料；S3.预浸料铺层采用随形的方式，在突变区域将局部纤维切断，并在缝隙补料；S4.重复步骤S2和步骤S3，直至铺层的厚度为2.5mm～3.5mm；S5.对步骤S4铺覆的预浸料进行真空辅助压实处理，每铺覆1～1.5mm进行一次真空辅助压实处理；真空辅助压实的压力为0.05～0.1MPa，真空辅助压实时间为1～4h；S6.加厚区铺层采用逐层递减的铺层方式，直至铺层总厚度为8～12mm；S7.对步骤S6铺覆的预浸料进行真空辅助压实处理，每铺覆2～3mm进行一次真空辅助压实处理；真空辅助压实的压力为0.05～0.1MPa，真空辅助压实时间为1～2h；S8.在前段上盖阴模成型模具或前段下盖阴模成型模具上用密封胶带对产品进行密封处理；
S9.在前段上盖阴模成型模具或前段下盖阴模成型模具上进行固化真空袋包覆；S10.将包覆后的产品和模具送入热压罐或者烘箱，进行固化；固化温度为120～140℃，升温速率20～30℃/h，固化压力为0.5～1.5MPa，固化时间为3～4h；S11.依次拆除真空袋、密封胶带，再将阴模成型模具卸掉，得到前段上盖或前段下盖复合材料构件。5.根据权利要求4所述的雪车曲面薄壁复合材料结构件的制造方法，其特征在于，步骤S2中，所述预浸料中的纤维采用碳纤和玻纤质量比为2～3.5:1的碳/玻混杂纤维，预浸料中的树脂采用环氧树脂，该环氧树脂可耐高低温交变
‑
196～180℃；和/或步骤S3中，所述预浸料铺层采用随形的方式的步骤中，铺层方式具体为：1)采用随形的方式铺层，通过刮板排除气泡使预浸料与模具紧贴无缝隙；2)预浸料铺覆过程中外界不施加拉力；所述在突变区域将局部纤维切断，并在缝隙补料的步骤，通过如下方式实施：切断由突变区域造成的预浸料褶皱部分的纤维，裁去交叠部分，使预浸料与模具紧贴无褶皱；和/或步骤S6中，所述加厚区铺层采用逐层递减的铺层方式的步骤，通过如下方式实施：根据预浸料厚度d1、加厚区厚度d2、结构件主体厚度d3及加厚区递减宽度a，加厚区铺层按照宽度a/[(d2‑
d3)/d1‑
1]逐层递减。6.根据权利要求1所述的雪车曲面薄壁复合材料结构件...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴嘉宁，赵伟栋，潘玲英，李丹，周宇，左小彪，张东，孙文文，李哲，赵培晔，张云鹭，张东霞，赵小雷，
申请(专利权)人：航天材料及工艺研究所，
类型：发明
国别省市：