[发明专利]一种新型复合材料封头铺覆成型方法及复合材料封头

说明书

本发明涉及一种新型复合材料封头铺覆成型方法及复合材料封头;包括如下制备步骤：按照设定的复合材料封头铺层角度、复合材料铺层顺序和复合材料封头位置，将剪裁好的预浸料片贴在内芯模外表面，除去预浸料的褶皱和气泡，达到复合产品厚度，获得预成型体；将预成型体进行抽真空包覆，放入到热压罐中固化或在烘箱中真空袋压固化，固化后获得复合材料封头毛坯；将复合材料封头内芯模从复合材料封头毛坯分离出，获得预制的复合材料封头；对预制的复合材料封头修边和去毛刺处理，获得复合材料封头,获得的复合材料封头强度高、满足深海耐压壳体的要求，相比金属封头，重量轻，保证潜水器的行动能力。

技术领域

本发明涉及潜水器封头成型技术领域，尤其是涉及一种新型复合材料封头铺覆成型方法及复合材料封头。

背景技术

近年来，为了满足深海军事安全、资源勘探和商业等不同任务需求，趋向于大潜深、长航程、高航速的高性能轻量化潜水器成为重要发展方向。而耐压壳作为潜水器的核心部件，其设计需要满足低重量排水比及高强度和稳定性。耐压壳壳体封头作为深海耐压壳体重要组成部分，目前，深海耐压壳体两端封头都采用钛合金，而没有采用全复合材料结构。

随着复合材料广泛应用于航空航天领域，复合材料由于其低密度、高强度、高模量、耐疲劳性、耐腐蚀性和较好的可设计性等优异性能。目前，耐压壳体采用金属封头大大增加了壳体重量，影响其行动能力并且增加了连接质量的失效风险。

因此，针对上述问题本发明急需提供一种新型复合材料封头铺覆成型方法及复合材料封头。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型复合材料封头铺覆成型方法及复合材料封头，通过新型复合材料封头铺覆成型方法设计以解决现有技术中存在的耐压壳体采用金属封头大大增加了壳体重量，影响其行动能力并且增加了连接质量的失效风险的技术问题。

本发明提供的一种新型复合材料封头铺覆成型方法，包括如下制备步骤：

选取复合材料封头内芯模外表面一条法线为基准线，平行于该法线的纤维方向为0°方向，垂直于该法线的纤维方向为90°方向，与法线呈45°角和-45°角的为预浸布纤维方向，按照设定的复合材料封头铺层角度、复合材料铺层顺序和复合材料封头位置，将剪裁好的预浸料片贴在内芯模外表面，除去预浸料的褶皱和气泡，达到复合产品厚度，获得预成型体；

将预成型体进行抽真空包覆，放入到热压罐中固化或在烘箱中真空袋压固化，固化后获得复合材料封头毛坯；

将复合材料封头内芯模从复合材料封头毛坯分离出，获得预制的复合材料封头；

对预制的复合材料封头修边和去毛刺处理，获得复合材料封头。

优选地，采用热压罐进行固化，热压罐加温固化分为两个阶段；其中，第一阶段固化温度为50-100℃，固化时间为1-3h，压力值为0.6-1.5MPa；第二阶段固化温度为150-200℃，固化时间为2-3h，压力值为0.6-1.5MPa；降温至室温取出。

优选地，热压罐固化工艺加温固化分为两个阶段，其中，第一阶段固化温度为75℃，固化时间为1h，压力值为1.0MPa；第二阶段固化温度为175℃，固化时间为3h，压力值为1.0MPa；降至室温取出。

优选地，采用烘箱中真空袋压固化，烘箱中持续抽真空，真空度保持在-0.009MPa，加温分为两个阶段，其中，第一阶段固化温度为50-100℃，固化时间为1-3h；第二阶段固化温度为150-200℃，固化时间为2-3h；降温至室温取出。

优选地，采用烘箱中真空袋压固化，烘箱中持续抽真空，真空度保持在-0.009MPa，加温分为两个阶段，其中，第一阶段固化温度为75℃，固化时间为1h；第二阶段固化温度为175℃，固化时间为3h；降温至室温取出。

优选地，预浸布为碳纤维布。

优选地，复合产品厚度达到10-12mm，获得预成型体。