一种小型V字双曲率复合材料件的制作方法

技术领域

本发明涉及一种小型V字双曲率复合材料件的成型工艺方法，属与复合材料制造技术领域。

背景技术

碳纤维复合材料凭借它轻质高强、不易腐蚀、成型方便、质量美观等优点已在航空产品上广泛应用，且复合材料零件的结构越来越复杂，某复合材料结构件为V字碳纤维层压板（图1），从一端头向另一端头部位高度逐渐变小，开口尺寸逐渐变小的双曲率结构。

该复合材料结构件尺寸小，双曲率异型件，针对该类零件，保证零件厚度的前提下，成型方法是个难点。通常采用：软膜配合模具进行阴模成型的方式，这种工艺需要首先制作过渡模，再制作软膜，增加了制作成本且准备工序较多，生产效率低，另外该零件单面曲率较大，采用阴模成型容易造成尖角区积胶，纤维滑移至尖角区使得厚度超差。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种能够保证零件厚度及内部质量的小型V字双曲率复合材料件的制作方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种小型V字双曲率复合材料件的制作方法，包括以下步骤：

（1）根据复合材料件，制造成型阳模；

（2）制作限位条，其厚度与复合材料件理论厚度一致，将限位条固定在与复合材料件成型时在阳模上的同曲率位置；

（3）在阳模上铺贴碳纤维预浸料，并在常温下进行抽真空预压实；

（4）铺贴完成后，在碳纤维预浸料之上依次铺放辅助材料，进行组装密封，辅助材料依次“提起”不同的高度；

（5）将模具放置在热压罐中加温使预浸料固化，以此完成复合材料件的制作。

优选的，步骤（2）中，限位条宽度为8mm。

优选的，在步骤（3）中，铺贴碳纤维预浸料前，采用带胶脱模布将限位条固定在阳模上同曲率位置。

优选的，在步骤（3）中，真空度不低于-0.096Mpa。

优选的，在步骤（3）中，每8层预压实一次。

优选的，步骤（4）中，辅助材料由内之外依次为无孔隔离膜、透气毡和真空袋膜。

优选的，步骤（4）中，透气毡高出复合材料件最顶端100mm，真空袋膜高出复合材料件最顶端140mm。

优选的，在步骤（5）中，在加温之前，对热压罐气密性进行检查时，真空度不低于-0.096Mpa。

优选的，在步骤（5）中，在碳纤维预浸料凝胶时间段加压至0.5MPa-0.6MPa，然后保压升温至固化温度进行保温保压固化；最后降温至常温下卸压起模。

采用无均压板式的阳模成型方式，保证零件厚度及内部质量的同时，更好的做到低成本、高效率生产。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、降低了成本，提高了生产效率，保证了零件内部质量及各区域的厚度；

2、“提起”不同的高度，不仅增加了零件顶部位置导气通道，而且使得零件顶部预浸料不直接接受外压，通过透气毡的缓冲能保证顶部尖角区的厚度，且不造成缺胶现象。

附图说明

图1是本发明背景技术中零件结构示意图；

图2是本发明实施例结构示意图；

图2中，1、成型阳模；2、限位条；3、带胶脱模布；4、层压板；5、 有孔隔离膜；6、 透气毡；7、真空袋膜。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，术语 “上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

1）制造成型阳模1；

2）制作限位条2，限位条厚度为预浸料层压板4的理论厚度，宽度为8mm，曲率取层压板4在阳模1上的对应位置；

3）采用带胶脱模布3将限位条2固定在与阳模1上同曲率位置；

4）在阳模1上进行预浸料层压板4铺贴，并在常温下进行抽真空预压实，每8层预压实一次，且真空度不得低于-0.096Mpa；

5）在组装完成的限位条2、带胶脱模布3、层压板4之上，依次铺放无孔隔离膜5、透气毡6和真空袋膜7进行组装密封；其中透气毡6高出层压板4最顶端100mm，真空袋膜7高出层压板4最顶端140mm。

6）在热压罐中进行气密性检查，真空度不得低于-0.096Mpa，按照规定的加温参数进行加温，在树脂凝胶时间段加压至0.5MPa-0.6MPa，然后保压升温至固化温度进行保温保压固化；最后降温至常温下卸压起模。

需要说明的是，步骤（2）中，限位条的宽度并不仅仅限于8mm，只要能固定好位置不偏移，且刚度合适随型性较好即可；因零件（如图1所示）曲率较大，如果是平板或是曲率不匹配，限位条与阳模模具之间无法完全贴合，容易造成零件边缘位置“架桥”，固化后内部质量不合格，因此需取对应曲率位置；

步骤（5）中，透气毡6及真空袋膜7“提起”不同高度的目的是：1、增加零件顶部位置导气通道；2、使得零件顶部预浸料不直接接受外压，通过透气毡的缓冲能保证顶部尖角区的厚度，且不造成缺胶现象；具体数值可以根据零件的实际情况进行设定；

步骤（6）中，温度的设定根据选择的预浸料中的树脂体系决定。

原理：采用无均压板式的阳模成型方式，且在阳模上制作宽度8mm，厚度与零件一致的限位条，将限位条固定在与零件成型时在模具上的同曲率位置，保证了零件厚度及内部质量。

上述实施例仅仅是本发明的优选实施方式，不构成对本发明的限制。本领域普通技术人员应该理解的是，在不脱离本发明原理的基础上所做的任何引申、变形等均在本发明保护的范围内。