[发明专利]一种异形复合材料网格蒙皮舱段成型方法

摘要

一种异形复合材料网格蒙皮舱段成型方法，涉及复合材料成型工艺技术领域；包括如下步骤：步骤(一)、制作异形复合材料网格碳纤维预浸料舱段成型模具；步骤(二)、在环向筋条深槽区域铺制碳布预浸料；步骤(三)、缠绕碳纤维预浸丝，对环向筋条深槽区域进行填充；步骤(四)、缠绕碳纤维预浸丝，碳纤维预浸料铺层；步骤(五)、第一次抽真空吸胶处理；步骤(六)、碳纤维预浸料铺层，进行第二次抽真空吸胶处理；步骤(七)、缠绕碳纤维预浸丝，碳纤维预浸料铺层抽真空固化处理；步骤(八)、拆除模具，得到异型网格碳纤维预浸料舱段；本发明解决了阳模瓣的脱模、阴模瓣的定位加压等难题，保证了产品的内部质量及型面精度要求。

主权项

1.一种异形复合材料网格蒙皮舱段成型方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤(一)、制作异形复合材料网格碳纤维预浸料舱段成型模具

异形复合材料网格碳纤维预浸料舱段成型模具包括芯模(1)、分瓣阳模(2)、外阴模(3)、上端框压环(4)和下端框压环(5)；其中，芯模(1)位于成型模具的中心位置；分瓣阳模(2)包覆在芯模(1)的外壁；上端框压环(4)水平固定安装在芯模(1)的顶端；下端框压环(5)水平固定安装在芯模(1)的底端；分瓣阳模(2)沿水平方向设置有环向筋槽；分瓣阳模(2)沿竖直方向设置有纵向筋槽；外阴模(3)包覆在分瓣阳模(2)的外壁；

步骤(二)、将成型模具放置在外部缠绕机上；在环向筋条深槽区域(9)铺制碳布预浸料；

步骤(三)、取1～4根碳纤维预浸丝沿环向筋槽进行缠绕1～4圈；缠绕完全部环向筋槽后，用碳纤维预浸丝对环向筋条深槽区域(9)进行填充；

步骤(四)、采用碳纤维预浸丝对分瓣阳模(2)上的环向筋槽和纵向筋槽全面缠绕；每缠绕完5‑7层碳纤维预浸丝，采用碳纤维预浸料依次对上端框过渡区(6)、下端框过渡区(7)和碳纤维预浸料加厚区(8)进行铺层；

步骤(五)、重复步骤(四)N次；4≤N≤12，且N为正整数；在分瓣阳模(2)外表面包覆真空袋，进行第一次抽真空吸胶处理；

步骤(六)、拆除真空袋；继续采用碳纤维预浸丝缠绕，在分瓣阳模(2)外表面采用碳纤维预浸料依次对上端框过渡区(6)、下端框过渡区(7)和碳纤维预浸料加厚区(8)进行铺层；包覆真空袋，进行第二次抽真空吸胶处理；

步骤(七)、再次采用1‑4层碳纤维预浸料依次对上端框过渡区(6)、下端框过渡区(7)和碳纤维预浸料加厚区(8)进行铺层；安装上端框压环(4)和下端框压环(5)，安装外阴模(3)；包覆真空袋，进行抽真空固化处理；

步骤(八)、依次拆除上端框压环(4)、下端框压环(5)、外阴模(3)、芯模(1)和分瓣阳模(2)，得到异型网格碳纤维预浸料舱段。

2.根据权利要求1所述的一种异形复合材料网格碳纤维预浸料舱段成型模具，其特征在于：所述步骤(二)中，环向筋条深槽区域(9)位于成型模具的弯弧拐角处，环向筋条深槽区域(9)的槽深深于环向筋条平直区域。

3.根据权利要求1所述的一种异形复合材料网格碳纤维预浸料舱段成型模具，其特征在于：所述步骤(二)中，碳布预浸料的铺制方法为：将碳布预浸料放入环向筋条深槽区域(9)的深槽内；沿竖直方向将碳布预浸料分别向上、向下外翻至分瓣阳模(2)表面；外翻长度为10‑40mm。

4.根据权利要求1所述的一种异形复合材料网格碳纤维预浸料舱段成型模具，其特征在于：所述步骤(三)中，采用碳纤维预浸丝对环向筋条深槽区域(9)填充，直至环向筋条深槽区域(9)内碳纤维预浸丝的厚度高于纵向筋槽槽底部2‑6mm。

5.根据权利要求1所述的一种异形复合材料网格碳纤维预浸料舱段成型模具，其特征在于：所述步骤(四)中，碳纤维预浸料进行铺层层数d的计算方法为：

d＝(n×h)/(b×c)   (1)

式中，n为缠绕组个数；

h为筋条的高度；

b为碳纤维预浸丝缠绕组数；

c为单层碳纤维预浸料的厚度。

6.根据权利要求1所述的一种异形复合材料网格碳纤维预浸料舱段成型模具，其特征在于：所述步骤(五)中，重复步骤(四)的次数N的计算方法为：

N＝S/(L×δ×a×b)   (2)

式中，S为环向筋槽与纵向筋槽形成网格筋条截面积；

L为单根预浸丝的宽度；

δ为预浸丝厚度；

a为每层缠入碳纤维预浸丝的根数；

b为碳纤维预浸丝缠绕组数。

7.根据权利要求6所述的一种异形复合材料网格碳纤维预浸料舱段成型模具，其特征在于：所述步骤(五)中，抽真空吸胶处理的工艺条件为：升温速率为10～40℃/h，温度50～90℃，压力0.2～0.4MPa。

8.根据权利要求1所述的一种异形复合材料网格碳纤维预浸料舱段成型模具，其特征在于：所述步骤(六)中，第二次抽真空吸胶处理的工艺条件为升温速率为10～40℃/h，温度50～90℃，压力0.2～0.4MPa。

9.根据权利要求1所述的一种异形复合材料网格碳纤维预浸料舱段成型模具，其特征在于：所述步骤(七)中，抽真空固化处理的工艺条件为：真空表压不大于‑0.097MPa，升温速率为10～40℃/h，固化温度130～180℃，压力0.4～0.8MPa，固化时间2～6h。