本发明专利技术涉及一种多层结构树脂基复合材料罩体的一次成型方法，属树脂基复合材料技术领域。本发明专利技术经结构设计、模具设计、铺层、真空袋密封、树脂配制、真空注胶、室温固化步骤制得复合材料罩体成品。从而保证了罩体有更好的强度和稳定性，结构上相比二维纤维布具有整体性更好的特点，复合材料罩体外层采用1mm低密度针刺毡，复合后靠高含量树脂达到表面致密的效果，在具备高透波、高力学性能的同时实现了增强复合材料罩体水密性能的目的；由此满足高端海军装备对多功能、低成本复合材料的需求。低成本复合材料的需求。低成本复合材料的需求。
【技术实现步骤摘要】
一种多层结构树脂基复合材料罩体的一次成型方法
[0001]本专利技术涉及一种多层结构树脂基复合材料罩体的一次成型方法，属树脂基复合材料
技术介绍
[0002]复合材料因其优异的力学性能、耐腐蚀（可耐酸、碱、海水侵蚀、水生物也难以附生）及优良的声、磁、电性能（透波、无磁性、优异的介电性能）而被广泛运用于海军装备中。近年来，海军装备中越来越多的金属件被多功能复合材料替代(如水雷、反水雷装置等水中兵器的零部件及外壳制造)。
[0003]对于长度长，直径小的天线罩体类的产品，最早的工艺为手糊工艺，即在金属阳模上手糊织物，然后刷涂树脂，最后抽真空固化。该工艺操作困难，工作量大，工作环境差；产品各位置均匀性差，产品一致性差，树脂中大量的溶剂挥发污染环境；且该工艺仅适合制备壁厚较大的产品，对于壁厚较小的产品，因手糊工艺为一个敞开的操作环境，该工艺方法制备很难保证产品的气密及水密的要求。
[0004]后续改为了真空辅助导流工艺来进行制备长度长，直径小的天线罩体类的产品，即先制备罩体织物预制体（预制体为二维织物铺层后缝合制备或三维整体编织成型或使用编织套层叠后再进行缝合制备），然后整体包真空，在真空辅助下，将树脂吸附到真空袋中浸润树脂，然后固化成型。该工艺制备的罩体类产品力学性能好，工作量小，工作环境好，产品的一致性好。但实际操作过程中，发现该工艺制备处理的罩体产品表面褶皱缺陷多，气密及水密较难满足要求，注胶速度慢等缺陷。究其原因：1、罩体预制体在真空压力的作用下织物向中间挤压，导致罩体预制体褶皱较多，且织物压缩量越大，褶皱越多越深；2、水密及气密与产品制备过程中真空袋气密及产品孔隙率大小有关，真空袋气密差及孔隙率越大，产品的气密越难保证；3、抽真空后织物压缩致密，注胶速度慢。
[0005]因此有必要设计一种罩体产品成型工艺，其工艺简单，产品褶皱等相关缺陷少，水密及气密能够满足要求，注胶速率快，良品率高。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于：提供一种高效、表面缺陷少、良品率高的天线罩体类产品真空导流成型方法。罩体预制体采用石英编织套层叠铺层后再进行勾缝成一整体，为提高产品的气密性，在每层编织套间增加一层0.2g/cm3石英针刺毡，因石英针刺毡密度低，该针刺毡层树脂含量高，其树脂质量分数可高达80%；每铺层一层编织体套后，使用石英布带将内层织物缠紧，以防止后续抽真空过程中产生褶皱；使用两层真空袋，确保产品注胶及固化过程中气密要求；注胶过程中使用多段连续注胶，提高树脂的注胶速率。
[0007]本专利技术的技术方案是：一种多层结构树脂基复合材料罩体一次成型的方法，其特征在于：它包括以下步骤：
1）、结构设计：首先对罩体结构图进行拆解，对复合材料进行结构设计，2）、模具设计：根据产品结构设计随型铺层模具，铺层模具下端留进胶口及胶池，上端头部位置通过加金属盖帽在顶端留出胶口，以实现由底部进胶、顶部出胶的浸胶过程；3）、铺层：采用间隔层叠的方式，将石英编织套和针刺毡依次套装在模具上实现铺层，先铺一层石英编织套，接着铺一层针刺毡，其形状与石英编织套对应，石英编织套与针刺毡两者之间处采用针刺技术相连接，然后使用约50mm宽的石英布带将里层石英编织套及针刺毡缠紧；按照该方法及顺序依次铺层4
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5个循环。铺层完成后，采用钩缝的方式将铺层整体连接，以加强层间强度和整体强度；得复合材料罩体半成品；4）、真空袋密封定型：待铺层完成后，在罩体长度方向每1/3距离处使用四氟管、三通及导流管制备成一个树脂注胶口，用于分段注胶。将真空袋套装在复合材料罩体半成品上，其中，真空袋上端密封到金属盖帽上并漏出出胶口，真空袋下端密封到法兰座上并漏出进胶口，通过在进胶口端口安装球阀的方式封堵进胶口后，通过出胶口由真空泵开始第一次抽真空，抽真空达到
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0.098MPa后保压10min，真空度下降不大于0.01MPa；第一次抽真空完成后，然后重复上述操作，在真空袋外再套装一层真空袋，进行第2次抽真空，第2次抽真空达到
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0.098MPa后保压10min，真空度下降不大于0.01MPa，则真空度合格；由此完成复合材料罩体半成品的压缩定型；5）、树脂配制：按照乙烯基树脂：稀释剂：偶联剂：固化剂：促进剂=100:3:0.5:2.5:1.2比例混合配置后，放入真空干燥箱抽真空脱泡10min；备用，6）、真空注胶：通过球阀和四氟管将铺层模具的进胶口连通盛装树脂的容器，在不小于
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0.095MPa的真空度条件下，使树脂在负压条件下进入模具浸润复合材料罩体半成品；当树脂从下向上注入到第一个1/3处的注胶口处时，将该处注胶管放入到树脂桶中，使树脂在该处继续注胶，当树脂当树脂从下向上注入到第二个1/3处的注胶口处时，将该处注胶管放入到树脂桶中，使树脂在该处继续注胶，直到最后完成注胶。当出胶口出胶后，关闭进胶口，继续抽真空排出多余树脂及气泡直至出胶口端无气泡后，关闭注胶口、出胶口和真空泵；7）、室温固化：为避免织物移动导致真空袋破损漏气，采用原地常温条件下固化，固化时间为24h；固化完成后拆除真空袋及铺层模具，使用砂纸打磨复合材料罩体的毛刺，同时采用X射线进行复合材料罩体内部探伤检测后，得复合材料罩体成品。
[0008]步骤2所述的铺层模具包括盖帽、芯模、底座和底板。底座上固装有底板，底板上设置有圆柱形的芯模，芯模对应的底板下表面设置有定位块，定位块上设置有定位螺栓，定位螺栓的一端穿过底板与芯模螺纹连接，芯模底端的圆周上设置有法兰盘，对应法兰盘的芯模上设置有法兰座，法兰座上设置有阶梯孔，法兰座通过固定螺栓与底板连接，法兰座通过阶梯孔与法兰盘的配合与芯模抵触连接。
[0009]所述的芯模顶部设置有盖帽，盖帽上设置有出胶口。
[0010]所述的法兰座上径向贯穿状设置有进胶口。
[0011]步骤3中罩体产品厚度要求为10
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13mm。
[0012]步骤3中石英编织套的厚度为2mm，针刺毡厚度为0.2
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1.2mm，针刺毡纤维体密度为0.2g/cm3。
[0013]步骤4中中部注胶口结构为，先将导流管在罩体长度1/3左右出缠绕一周，导流管
两端连接到三通的两个接口，用四氟管连接三通的另一个接口，将四氟管穿过真空袋模牵出。四氟管与真空袋膜间使用密封胶条密封。
[0014]步骤5所述的稀释剂为苯乙烯，偶联剂为硅烷偶联剂KH
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560，固化剂为过氧化甲乙酮，促进剂为异辛酸钴。
[0015]本专利技术的有益效果在于：本专利技术采用将石英编织套和针刺毡依次套装在模具上间隔层叠的方式实现铺层，其中，石英编织套为机织三维织物，保证了罩体头部和环向纤维均是连续的，由此避免了铺层带来的褶皱和纤维的断裂，复合材料罩体铺层过程中，结合处采用针刺技术相连接，从而保证了罩体有更好的强度和稳定性，结构上相比二维纤维布具有整体性更好的特点，复合材料罩体外层采用1mm低密度针刺毡，复合后靠高含量树脂达到表面致密的效果，在具本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多层结构树脂基复合材料罩体一次成型的方法，其特征在于：它包括以下步骤：1）、结构设计：首先对罩体结构图进行拆解，对复合材料进行结构设计；2）、模具设计：根据产品结构设计随型铺层模具，铺层模具下端留进胶口及胶池，上端头部位置通过加金属盖帽在顶端留出胶口，以实现由底部进胶、顶部出胶的浸胶过程；3）、铺层：采用间隔层叠的方式，将石英编织套和针刺毡依次套装在模具上实现铺层，先铺一层石英编织套，接着铺一层针刺毡，其形状与石英编织套对应，石英编织套与针刺毡两者之间处采用针刺技术相连接，然后使用约50mm宽的石英布带将里层石英编织套及针刺毡缠紧；按照该方法及顺序依次铺层4
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5个循环；铺层完成后，采用钩缝的方式将铺层整体连接，以加强层间强度和整体强度；得复合材料罩体半成品；4）、真空袋密封定型：待铺层完成后，在罩体长度方向每1/3距离处使用四氟管、三通及导流管制备成一个树脂注胶口，用于分段注胶；将真空袋套装在复合材料罩体半成品上，其中，真空袋上端密封到金属盖帽上并漏出出胶口，真空袋下端密封到法兰座上并漏出进胶口，通过在进胶口端口安装球阀的方式封堵进胶口后，通过出胶口由真空泵开始第一次抽真空，抽真空达到
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0.098MPa后保压10min，真空度下降不大于0.01MPa；第一次抽真空完成后，然后重复上述操作，在真空袋外再套装一层真空袋，进行第2次抽真空，第2次抽真空达到
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0.098MPa后保压10min，真空度下降不大于0.01MPa，则真空度合格；由此完成复合材料罩体半成品的压缩定型；5）、树脂配制：按照乙烯基树脂：稀释剂：偶联剂：固化剂：促进剂=100:3:0.5:2.5:1.2比例混合配置后，放入真空干燥箱抽真空脱泡10min；备用；6）、真空注胶：通过球阀和四氟管将铺层模具的进胶口连通盛装树脂的容器，在不小于
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0.095MPa的真空度条件下，使树脂在负压条件下进入模具浸润复合材料罩体半成品；当树脂从下向上注入到第一个1/3处的注胶口处时，将该处注胶管放入到树脂桶中，使树脂在该处继续注胶，当树脂当树脂从下向上注入到第二个1/3处的注胶口处时，将该处注胶管放入到树脂桶中，使...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓莉，王圆，万勇波，张飞，
申请(专利权)人：湖北菲利华石英玻璃股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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