[发明专利]一种基于2.5D编织的复合材料S型进气道筒体制造方法

说明书

本发明公开了一种基于2.5D编织的复合材料S型进气道筒体制造方法，属于复合材料成型制造领域。包括步骤：根据S型进气道筒体几何外形计编织芯模，在CATIA软件中提取进气道编织轨迹母线，在所述母线上根据工艺要求添加控制点，并测量得到各控制点坐标以及其切矢与加工端点的对应切矢的夹角；获取的点位信息录入Catia V5 Delmia软件中进行轨迹碰撞仿真分析，并得到轨迹规划程序；将轨迹规划程序导入KUKA 6轴机器人控制系统，对编织过程中各控制点间的速度进行调整，最终得到编织预制体；对所得的编织预制体进行真空灌注等后处理工艺。本发明将自动化程度较高的2.5D往复编织技术与低成本的树脂真空导流技术相结合，拓宽了相关技术的应用范围，降低了制件的制造成本。

技术领域

本发明涉及复合材料制造技术领域，具体涉及一种基于2.5D编织的复合材料S型进气道筒体制造方法。

背景技术

基于自由母线扫掠的中空筒体结构被广泛应用于航空航天、汽车、能源能领域的进排气管件结构中，如汽车进气歧管、排气道、飞机进气道等，是一种典型的管类结构。这类管结构对结构强度要求较高，近年来多采用连续纤维增强复合材料进行制造。

由于该类管结构外形尺寸较为复杂，采用常规预浸料铺叠方法存在铺叠效率低下，纤维不连续、制造成本较高的问题。

2.5D编织技术是一种新型的预制体成型技术，结合机器人构成织物编织系统后能够实现程序控制的自动化往复编织，通过调节编织纱线的编织角度能够调节制件在径向方向的力学性能，轴向纱的引入则能够提高复合材料的轴向性能，结合RTM、真空导流等工艺可进一步制备得到复合材料，是一种有潜力的成型复杂外形筒状复合材料的技术。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中进气道筒体件生产制造存在的效率低、成本高的问题，提出了一种基于2.5D编织的复合材料S型进气道筒体制造方法，该制造工艺将自动化程度较高的2.5D往复编织技术与低成本的树脂真空导流技术相结合，拓宽了相关技术的应用范围，降低了制件的制造成本。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种基于2.5D编织的复合材料S型进气道筒体制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、根据S型进气道筒体几何外形设计编织芯模，在CATIA软件中提取进气道编织轨迹母线，并将所述母线经过加工端点与仿真环境中编织平面中心点坐标重合，且该加工端点的对应切矢垂直于编织平面；

B、在所述母线上根据工艺要求添加控制点，并测量得到各控制点坐标以及其切矢与加工端点的对应切矢的夹角；

C、将步骤B获取的点位信息录入Catia V5 Delmia软件中进行轨迹碰撞仿真分析，并得到轨迹规划程序；

D、将步骤C得到的轨迹规划程序导入KUKA 6轴机器人控制系统，在编织芯模上进行实物的往复编制，并根据实际情况对编织过程中各控制点间的速度进行调整，最终得到编织预制体；

E、对所得的编织预制体进行真空灌注等后处理工艺。

进一步的，对所得的编织预制体进行真空灌注等后处理工艺包括如下步骤：

A、对所述编制预制体的两端进行裁剪，之后在其上方铺放可剥布、导流网、注胶管和出胶管，并用腻子条封装真空袋，检测真空度在30min内不低于0.95 Bar；

B、真空袋封装完成后，进行配胶及真空灌注，待出胶口树脂无气泡时，关闭注胶管及出胶管阀门，完成灌注；

C、固化及脱模：将上述灌注完成的整体转移至烘箱中进行固化，冷却到室温后进行拆模，完成S型进气道筒体制备。

进一步的，真空灌注时，调节注胶管阀门，使注胶过程中流动前沿推进速度在20~30mm/min。

本发明的有益效果：