[发明专利]复合材料车架成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料的制造领域，具体地说是一种复合材料车架成型方法。

背景技术

众所周知，由于纤维增强复合材料具有比强度高、比模量大、耐疲劳性能好、耐化学腐蚀性好等优点，同时因其结构设计与制作一体化优势，使得复合材料在航空航天领域得到广泛的应用。

车架作为托架的主承力件，对其技术指标有一定的要求。传统的车架大多数采用铁材质焊接而成，并在表面喷涂防腐漆，具有重量大、易腐蚀、焊接点易断裂等缺点。传统的碳纤维复合材料车架的制造，其制造模具结构及生产工艺复杂，并且一种模具只能生产一种结构的车架。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有的技术不足，提供一种复合材料车架成型方法，操作简单、工序少和产品质量稳定等优势；既可以保证预制体的顺利入模，也克服产品出现挤料的现象，还能够实现一模多用，生产不同结构的车架。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种复合材料车架成型方法，其特征在于包括下列步骤，

预制体的制作：首先设计泡沫的结构，需要在泡沫上预埋嵌件时，在其相应位置进行镂空，其次用砂纸打磨泡沫和嵌件表面，除掉异物和使其表面粗糙，最后裁切预浸料，在泡沫上采用“回”字型的方式铺贴，一定保证纤维的连续性，铺贴一定数量的预浸料后，采用真空袋工艺预压实，预压3～5次；

模具设计：模具分为底盘、上盖、侧板和内部活块共4个模块组成，底盘通过机械加工形成凹槽，内部活块镶嵌在底盘上，侧板通过螺栓与底盘连接，并通过定位销进行定位，内部活块采用锲形形状；

固化机制：先把预制体放入模具底盘，通过机械方式锁住侧板，再通过压机给上盖施加压力，从而达到合模的目的；固化温度为115°～125°C，固化时间为2～2.5h。

本发明的有益效果是，操作简单、工序少和产品质量稳定等优势；既可以保证预制体的顺利入模，也克服产品出现挤料的现象，通过调整活块放入的方位，还能够实现一模多用，生产不同结构的车架。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述：

包括如下步骤：

模具分为底盘、上盖、侧板和内部活块共4个模块组成，底盘通过机械加工形成凹槽，内部活块镶嵌在底盘上，通过调整活块放入的方位，可以生产不同结构的车架，从而满足接口多元化的需求。侧板通过螺栓与底盘连接，并通过定位销进行定位。内部活块采用锲形形状，极大地改善了预制体的入模，并克服产品出现挤料的现象；

预制体是在泡沫上铺贴预浸料，铺层包括铺层方向、铺层层数以及铺层纤维连续性设计，铺贴方式采用“回”字型方法，保证纤维的连续性；首先设计泡沫的结构，需要在泡沫上预埋嵌件时，在其相应位置进行镂空，其次用砂纸打磨泡沫和嵌件表面，除掉异物和使其表面粗糙，最后裁切预浸料，在泡沫上采用“回”字型的方式铺贴，一定保证纤维的连续性，铺贴一定数量的预浸料后，采用真空袋工艺预压实，预压3～5次，抽真空预压实时，压力为-0.095~-0.1MPa，时间15~30分钟；

车架内部的嵌件预埋在泡沫中，车架表面的嵌件需用模具进行定位；嵌件与泡沫和本体连接方式是嵌件具有双耳片且表面进行过喷砂处理，耳片位于泡沫和预浸料之间；

将框架本体、嵌件与泡沫进行一体化固化成型，其中嵌件与泡沫和本体的连接方式，是成型方法和保证嵌件结构强度、刚度的关键。由于采用的中高温环氧树脂，固化温度为115°~125°C，固化时间为2～2.5h；

整体成型后，对嵌件进行机械加工，并用砂纸打磨素材表面，用丙酮擦拭干净，进行后续喷漆。