筒型橡胶夹芯软模辅助变截面复合材料地板梁的制造方法技术

筒型橡胶夹芯软模辅助变截面复合材料地板梁的制造方法，属于复合材料成型技术领域。包括以下步骤：S1.制作整体筒型橡胶夹芯软模；S2.定制中空金属芯模；S3.制备工型地板梁预成型体；S4.将下缘条与工型地板梁预成型体组合；S5.将筒型橡胶夹芯软模和中空金属芯模放置在预成型C型梁的槽口内；S6.完成上盖板模具与下盖板模具的模具组合；S7.对管状真空袋抽真空与固化整个装置；S8.脱模得到变截面工型地板梁。本发明专利技术的筒型橡胶夹芯软模适用于各种尺寸和型面的变截面工型地板梁制造，而且能够提高制造效率和材料利用率，降低单件制造成本。本发明专利技术可以保证变截面工型地板梁固化时各向压力均匀一致，尤其可保证变截面处零件质量。尤其可保证变截面处零件质量。尤其可保证变截面处零件质量。

【技术实现步骤摘要】
筒型橡胶夹芯软模辅助变截面复合材料地板梁的制造方法


[0001]本专利技术属于复合材料成型
，具体涉及一种筒型橡胶夹芯软模辅助变截面复合材料地板梁的制造方法。

技术介绍

[0002]民用飞机机身地板梁数量大、结构相似，金属地板梁具有重量大、能耗高、易腐蚀和耐疲劳性能差等缺点，复合材料具有比强度和比模量高、可设计性强、易于整体成型、耐腐蚀和质轻等优异特性，采用复合材料制备地板梁成为新一代民用飞机的优先选择。
[0003]目前常用的复合材料地板梁为“工型”，对外形和成型质量要求较高。目前固化时常用的是金属模具，但其具有与特征区的料片配合差，固化压力传递不均，而导致零件出现厚度超差、内部分层、孔隙率超差等质量缺陷。另外，金属模具与制件之间非开敞，固化时易导致零件温度均匀性差，且脱模困难，需要采用强制措施(如撬、拉、拔)脱模，不仅导致模具变形还易使零件产生分层缺陷，降低模具的使用寿命和零件合格率。另一种成型方法是采用浇筑工艺制备一体式方形硅胶替换金属芯模，利用硅胶芯模受热膨胀加压，使工字梁在硫化成型过程中各向同时受压；但该方案中硅胶芯模非开敞，零件固化过程中依然具有温均性差的问题，依靠硅胶膨胀加压易出现零件加压不充分的问题，且存在硅胶用材多、制造效率和材料利用率低的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种筒型橡胶夹芯软模辅助变截面复合材料地板梁的制造方法，可以保证固化过程中压力传递一致性，且脱模方便，夹芯层使橡胶软模具备一定的刚度，能在一定程度上保证零件的型面。
[0005]本专利技术所采取的技术方案是：筒型橡胶夹芯软模辅助变截面复合材料地板梁的制造方法，包括以下步骤：
[0006]S1.制作整体筒型橡胶夹芯软模，通过筒型橡胶夹芯软模外型面控制变截面工型地板梁内型面；
[0007]S2.定制中空金属芯模，能够在预成型C型梁固化时提供支撑力；
[0008]S3.制备工型地板梁预成型体；
[0009]S4.将下缘条与工型地板梁预成型体组合；
[0010]S5.将筒型橡胶夹芯软模和中空金属芯模放置在预成型C型梁的槽口内；
[0011]S6.完成上盖板模具与下盖板模具的模具组合；
[0012]S7.对筒型橡胶夹芯软模空腔中管状真空袋抽真空与固化整个装置；
[0013]S8.脱模得到变截面工型地板梁。
[0014]本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0015]1.本专利技术的筒型橡胶夹芯软模适用于各种尺寸和型面的变截面工型地板梁制造，可根据不同厚度和型面的变截面工型地板梁所需要的尺寸、刚度进行型面和铺层设计(通
过改变夹芯层结构形式调整软模的刚度)，定制夹芯层结构保证零件型面，而且可形成多个封闭空腔一次固化成型多根“工型”梁，提高制造效率和材料利用率，降低单件制造成本。
[0016]2.本专利技术采用整体筒型橡胶夹芯软模，可以保证变截面工型地板梁固化时各向压力均匀一致，尤其可保证变截面处零件质量；在圆角处取消夹芯层铺贴，可以保证零件圆角区内部质量；通过设计碳纤维夹芯层铺层数调整软模刚度，保证零件型面；筒型橡胶夹芯软模采用模具单独成型，表面平整度好，可保证零件表面质量。
附图说明
[0017]图1是本专利技术筒型橡胶夹芯软模示意图；
[0018]图2是本专利技术筒型橡胶夹芯软模成型流程示意图；
[0019]图3是本专利技术中空金属芯模示意图；
[0020]图4是本专利技术平板料片铺贴示意图；
[0021]图5是本专利技术预成型C型梁示意图；
[0022]图6是本专利技术中空金属芯模和筒型橡胶夹芯软模组合示意图；
[0023]图7是图6的A部放大图；
[0024]图8是本专利技术模具组装成型示意图；
[0025]其中：1、上盖板模具；2、下盖板模具；3、侧边支撑柱；4、软模腹板定位销；5、软模定位板；6、筒型橡胶夹芯软模；7、碳纤维夹芯层；8、软模成型阴模；9、未硫化橡胶层；10、平板铺贴模具；11、平板料片；12、C型梁预成型模具；13、预成型C型梁；14、上缘条；15、下缘条；16、捻子条；17、中空金属芯模；18、金属芯模腹板定位板。
具体实施方式
[0026]为了更好地了解本专利技术的目的、结构及功能，下面结合附图，对本专利技术的做进一步详细的描述。
[0027]参照图1～图8，本专利技术的一种筒型橡胶夹芯软模辅助变截面复合材料地板梁的制造方法，包括以下步骤：
[0028]S1.制作整体筒型橡胶夹芯软模6，通过筒型橡胶夹芯软模6外型面控制变截面工型地板梁内型面；
[0029]制作整体筒型橡胶夹芯软模6的方案一、使用橡胶软模成型模具，由组合式阴模和阳模组成，通过注塑成型筒型橡胶夹芯软模6。
[0030]方案二、具体步骤为：
[0031]S11.将厚度为1.5mm的未硫化橡胶层9在软模成型阴模8中手工铺叠，进行真空压实；
[0032]S12.在未硫化橡胶层9上，继续铺叠碳纤维夹芯层7，碳纤维夹芯层7共铺贴4层，进行真空压实；通过设计碳纤维夹芯层铺层数调整软模刚度，保证零件型面；
[0033]S13.在未硫化橡胶层9和碳纤维夹芯层7上，继续铺叠一层未硫化橡胶层9，并采用真空袋压实；
[0034]S14.按照步骤S11～S13，再铺叠一套夹芯橡胶软模；
[0035]S15.将铺叠好的两套夹芯橡胶软模及成型模具翻转，合模，封装，进罐固化，脱模
后得到整体筒型橡胶夹芯软模6。其中的固化参数：以0
‑
0.5MPa/min的加压速率加压至4
‑
8MPa后，开始以1
‑
3℃/min的升温速率升温至180
‑
200℃，并恒温固化9
‑
12h后，以0
‑
3℃/min的速率降温至40
‑
60℃，出罐脱模即可得到筒型橡胶夹芯软模6。
[0036]在上述步骤中，真空压实的真空度
‑
0.07MPa，压实时间6min；
[0037]碳纤维夹芯层7采用在长度上连续，在构形上分段的形式；在筒型橡胶夹芯软模6圆角处取消夹碳纤维夹芯层7铺贴，可以保证零件圆角区内部质量；
[0038]筒型橡胶夹芯软模6与平板料片11等长；
[0039]筒型橡胶夹芯软模6成型流程示意图，如图2所示。
[0040]筒型橡胶夹芯软模6外侧面上各放置一层无孔隔离膜，并在筒型橡胶夹芯软模6的空腔内放入管状真空袋，管状真空袋比软模长3mm。
[0041]筒型橡胶夹芯软模6组合使用形成多个封闭空腔，可实现单次成型多根工型地板梁。
[0042]方案二的模具采用的是组合式C型阴模模具，与方案一中的阴模模具可以为同一模具。
[0043]S2.根据工型地板梁变截面特征定制厚度为5mm
‑
12mm的中空金属芯模17，能够在预成型C型梁13固化时提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种筒型橡胶夹芯软模辅助变截面复合材料地板梁的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.制作整体筒型橡胶夹芯软模(6)，通过筒型橡胶夹芯软模(6)外型面控制变截面工型地板梁内型面；S2.定制中空金属芯模(17)，能够在预成型C型梁(13)固化时提供支撑力；S3.制备工型地板梁预成型体；S4.将下缘条(15)与工型地板梁预成型体组合；S5.将筒型橡胶夹芯软模(6)和中空金属芯模(17)放置在预成型C型梁(13)的槽口内；S6.完成上盖板模具(1)与下盖板模具(2)的模具组合；S7.对筒型橡胶夹芯软模(6)空腔中管状真空袋抽真空与固化整个装置；S8.脱模得到变截面工型地板梁。2.根据权利要求1所述的筒型橡胶夹芯软模辅助变截面复合材料地板梁的制造方法，其特征在于：所述S1.制作整体筒型橡胶夹芯软模(6)的具体步骤为，使用橡胶软模成型模具，通过注塑成型筒型橡胶夹芯软模(6)，筒型橡胶夹芯软模(6)组合使用形成多个封闭空腔，能够实现单次成型多根“工型”梁。3.根据权利要求1所述的筒型橡胶夹芯软模辅助变截面复合材料地板梁的制造方法，其特征在于：所述S1.制作整体筒型橡胶夹芯软模(6)的具体步骤为：S11.将未硫化橡胶层(9)在软模成型阴模(8)中手工铺叠，进行真空压实；S12.在未硫化橡胶层(9)上，继续铺叠碳纤维夹芯层(7)，进行真空压实；S13.在未硫化橡胶层(9)和碳纤维夹芯层(7)上，继续铺叠一层未硫化橡胶层(9)，并采用真空袋压实；S14.按照步骤S11～S13，再铺叠一套夹芯橡胶软模；S15.将铺叠好的两套夹芯橡胶软模及成型模具翻转，合模，封装，进罐固化，脱模后得到整体筒型橡胶夹芯软模(6)。4.根据权利要求3所述的筒型橡胶夹芯软模辅助变截面复合材料地板梁的制造方法，其特征在于：所述碳纤维夹芯层(7)采用在长度上连续，在构形上分段的形式，在筒型橡胶夹芯软模(6)圆角处取消夹碳纤维夹芯层(7)铺贴。5.根据权利要求1所述的筒型橡胶夹芯软模辅助变截面复合材料地板梁的制造方法，其特征在于：所述S3.制备工型地板梁预成型体的具体步骤为：S31.采用自动铺带工艺，完成平板料片11的铺贴；S32.将平板料片(11)变为预成型C型梁(13)，并制造左右两个预成型C型梁(13)；S32.将左右两个预成型C型梁(13)组合，在两个组合体的上下凹口处放置捻子条(16)，得到工型地板梁预成型体；S33.在上盖板模具(1)的底面铺贴上缘条(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘天祺，乔天骄，
申请(专利权)人：上海晟纤复合材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：