[发明专利]一种具有孔洞的复合材料层合板制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料，具体涉及一种具有孔洞的复合材料层合板制造方法。

背景技术

复合材料层合板（或壳体）因工艺限制，很多情况下不可能做到需要的尺寸及达到需要的形状。因此，常需要对它们进行相互之间的连接。复合材料层合板连接的主要方法是通过螺钉或销钉，而安装这些螺钉或销钉，复合材料层合板中必须有和螺钉或销钉配合的孔洞。

目前，具有孔洞的复合材料层合板的普通制备方法是采用机械加工方法：先通过模压成型方法制备复合材料层合板，然后对得到的复合材料层合板进行钻孔或冲孔等机械加工，得到需要的孔洞。中国专利申请号为201210399254.6，名称为“基于钻削力控制的碳纤维增强复合材料层合板无分层钻孔方法”公开了“在钻头钻削碳纤维增强复合材料层合板过程中，控制钻头的钻削轴向力始终小于钻孔分层临界推力值Fa”，这种方法避免了碳纤维增强复合材料层合板的钻孔分层缺陷。中国专利号为201010132202.5公开了一种“纤维复合材料飞机壁板激光精密制孔方法和其装置”，采用激光非接触式制孔方法，克服了采用钻头钻孔时钻削力引起的拉丝、分层、纤维断裂、切削残余应力及变形等问题。

现有复合材料层合板的制孔方法存在的问题是，复合材料孔洞处的纤维被切断，降低了复合材料层合板以及组装成的复合材料结构的强度。现有复合材料层合板制孔方法也造成孔洞边缘拉丝、分层等损伤破坏，也降低了复合材料层合板以及组装成的复合材料结构的强度，使得复合材料层合板的孔洞及孔洞附近成为整个复合材料层合板及复合材料结构发生断裂破坏的最危险处。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种复合材料孔洞处的纤维不被切断、能维持复合材料层合板以及复合材料结构强度的、具有孔洞的复合材料层合板制造方法。

要解决上述技术问题，本发明包括

步骤1、模具制备

在上、下模具板上开设通孔；对应模具板的通孔制作相应尺寸的销钉；销钉的一端为平头，另一端加工倒角；将销钉平头一端插入下模具板中；

步骤2、纤维布的制作和浸胶

将纤维布按照模具大小剪裁到合适尺寸，然后将纤维布充分浸蘸树脂，对浸蘸了树脂的纤维布进行晾干处理；

步骤3、纤维布叠层

对上、下模具板及销钉涂抹脱模剂；将半晾干状态下的纤维布按预设的复合材料层合板纤维方向，在下模具板上进行铺层，铺层时让每层纤维布中的纤维绕过下模具板中的销钉；

步骤4、模具板合模进行热压固化

在销钉穿过的各层纤维布可靠贴合后，合上上模具板，并让下模具板中的销钉可靠地插入上模具板中的对应孔中；将模具整体放入平板热压机中，对纤维布叠层进行热压固化处理；

步骤5、开模

先退去模具中的圆柱销，然后打开模具，得到具有孔洞的复合材料层合板。

由于采用了上述技术方案，孔洞处的纤维连续地分布在孔洞周围，使复合材料层合板的孔洞附近具有高的强度。本发明具有如下的优点：复合材料层合板孔洞处的纤维得到保留，且合理地分布在复合材料层合板的孔洞附近，使具有孔洞的复合材料层合板的强度远大于现有制孔方法得到的具有孔洞的复合材料层合板的强度。

附图说明

本发明的附图说明如下：

图1为本发明的上、下模具板的结构示意图；

图2为纤维布位于上、下模板之间的示意图。

图中：1.上模具板；2.下模具板；3.销钉；4.纤维布。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

本发明包括

步骤1、模具制备

如图1所示，在上模具板1、下模具板2上开设一排通孔，对应模具板的通孔制作相应尺寸的销钉3，销钉3的一端为平头，另一端端部作大倒角处理，使纤维容易绕过圆柱销，将销钉平头一端插入下模具板2中；销钉3的大小、形状和位置决定了复合材料层合板的孔洞的大小、形状和位置，复合材料层合板的孔洞根据实际使用情况而定；

步骤2、纤维布的制作和浸胶

将纤维布按照模具大小剪裁到合适尺寸，然后将纤维布充分浸蘸树脂，对浸蘸了树脂的纤维布进行晾干处理；该纤维布可以是有纬的纤维布（正交的纤维布），也可以是无纬的纤维布（单向的纤维布），纤维布可选玻璃纤维布或碳纤维布；浸蘸所用树脂可选环氧树脂或酚醛树脂等；

步骤3、纤维布叠层