[发明专利]一种复合材料制件厚度控制方法

说明书

本发明公开了一种复合材料制件厚度控制方法，属于成型工艺技术领域。包括步骤：采用流变仪对复合材料预浸料树脂体系进行测试，以获取厚度控制的温度和时间，根据复合材料制件固化工艺的固化压力选定厚度控制时的压力P；将复合材料制件的坯料在成型工装上铺叠，铺叠完成后在坯料表面放置吸胶材料，根据得到的温度、时间、压力参数进行组装吸胶和厚度控制；在已进行厚度控制后的复合材料制件表面放置辅助材料，并封装真空袋，按照固化工艺固化成型。本发明根据复合材料树脂体系粘度‑温度关系，选择厚度控制的温度和时间参数，有效控制复合材料制件的厚度，将复合材料制件的厚度控制在±0.1mm之间，满足飞机精准装配需求，具有普遍适用性。

技术领域

本发明涉及复合材料生产工艺技术领域，具体涉及一种复合材料制件厚度控制方法。

背景技术

目前复合材料在飞机上的应用广泛，其用量占比是衡量飞机先进性的重要指标。以往复合材料制件的厚度控制在±4%，在装配过程时易产生阶差，增加修配工作量降低生产效率。因此随着飞机精准装配的要求提升，对复合材料制件厚度的控制要求也逐步提高。

通过检索国内外相关的文献发现，方宜武等人（发明专利：碳纤维复合材料厚层合结果均匀吸胶方法及层合结构）提出了一种均匀吸胶厚度控制的方法，其技术方案为：在主体预浸料之间加入吸胶材料，进过多次预抽后，最终固化为设计厚度层合板。

上述方法存在以下问题：1）多次预抽提高了制造成本并降低了生产效率；2）吸胶材料最终固化在层合板中，破坏了原有的材料设计体系；3）该方法仅适合于厚度大于5mm的层合板。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的上述问题，提出了一种复合材料制件厚度控制方法，以适应目前飞机精准装配的需求，减少修配工作量，提高生产效率。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种复合材料制件厚度控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S101：采用流变仪对复合材料预浸料树脂体系进行测试，以获取厚度控制的温度和时间，根据复合材料制件固化工艺的固化压力选定厚度控制时的压力P；

步骤S102：将复合材料制件的坯料在成型工装上铺叠，铺叠完成后在坯料表面放置吸胶材料，根据步骤S101得到的温度、时间、压力参数进行组装吸胶和厚度控制；

步骤S103：在已进行厚度控制后的复合材料制件表面放置辅助材料，并封装真空袋，按照固化工艺固化成型。

进一步的，步骤S101中，采用流变仪对复合材料预浸料树脂体系进行粘度-温度测试，获得温度-粘度曲线，选择粘度最低点对应的温度T作为厚度控制温度，然后采用流变仪对复合材料预浸料树脂体系进行恒温粘度测试，获得时间-粘度曲线，选择低粘度维持的时间t作为厚度控制时间。

进一步的，所述的成型工装，其是与复合材料制件贴近辅助材料表面的几何形状、大小一致的刚性模具体，成型工装的材料为INVAR钢、铝合金或复合材料。

进一步的，所述吸胶材料的放置位置根据零件装配型面选择全铺层或部分铺层，以保证装配位置零件厚度均匀；设试验验证每平米吸胶量为a，根据设计厚度要求h，放置吸胶材料层数n，得到厚度预测公式：

h=f（σ-n*a*s）+ɛ

其中，σ为预浸料坯料含胶量；s为预浸料坯料面积；f（x）为厚度与含胶量函数关系；ɛ为误差值。

进一步的，所述的组装吸胶为在复合材料坯料上依次放置辅助材料，所述的辅助材料包括可剥层、吸胶材料、隔离膜、透气毡和真空袋，抽真空后进行加热加压完成复合材料制件的吸胶。

进一步的，所述的吸胶材料为耐高温玻璃纤维干织物。

综上所述，本发明具有以下优点：