[发明专利]一种提高复合材料自动铺带时预浸料与工装粘附性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空制造技术领域，特别针对航空复合材料零件制造用自动铺带制造工艺，具体是一种提高复合材料自动铺带制造过程中首层预浸料与工装粘附性的方法。

背景技术

复合材料自动铺带工艺，是采用数控铺层设备，通过数字化、自动化的手段实现复合材料预浸布、带的连续自动切割和自动铺放。主要工作过程为：将复合材料预浸料卷安装在铺放头中，预浸材料由一组滚轮导出，并由压紧滚轮或可随形机构压紧在工装或上一层已铺好的材料上，切割刀将材料按设定好的方向切断，能保证铺放的材料与工装的外形相一致。铺放的同时，回料滚轮将背衬材料回收。

复合材料制造用自动铺带制造工艺主要用于平面型或低曲率的曲面型构件，或者说准平面型复合材料构件的层铺制造，特别适合大尺寸和复杂构件的制造，自动铺带制造工艺在产品上的应用,可大幅提高生产效率和产品质量，降低制造成本。经过四十多年发展与完善，自动铺带设备和技术在美国和欧洲已经成熟，并已大规模用于航空复合材料结构件制造，如波音777飞机尾翼、水平和垂直安定面蒙皮，A340尾翼、水平安定面蒙皮，A380安定面蒙皮和中央翼翼盒等。

复材零件的制造在洁净间内进行，洁净间内温度恒定，铺贴工装多为金属工装，工装表面温度较低，在使用自动铺带机铺贴首层预浸料带的过程中，首层预浸料难以粘附在工装表面，出现料带滑移或者鼓包等情况，直接影响零件的制造质量。目前通常采用在工装表面涂敷与预浸料相容的增粘剂，或在工装表面铺贴一层胶膜来增加预浸料与工装的粘附性。涂敷的增粘剂会固化到零件表面，造成零件增厚；是否使用胶膜由飞机设计在零件制造图纸中规定，当零件制造图纸中没有规定时不能使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复材零件制造中的辅助工艺方法，可有效保证自动铺带机铺贴过程中首层预浸料与工装的粘附性。

一种提高复合材料自动铺带时预浸料与工装粘附性的方法，其特征在于首先将自动铺带用的工装清理干净后，在工装表面按制造工艺规范涂刷脱模剂并干燥；其次在工装表面铺贴一层双面带胶可剥布，铺贴可剥布时只允许对接，不允许搭接，对接间隙≤1.5mm；铺贴可剥布后按制造工艺规范制真空袋并进行冷抽压实，拆除真空袋后再开始预浸料的铺贴。

本发明具有以下有益效果：1、在工装表面铺贴双面带胶可剥布增加首层预浸料与工装的粘附性，可满足生产需求；2、可剥布随零件固化后可有效保护其覆盖的复材零件表面，防止零件表面划伤，零件使用时再撕掉可剥布；3、工艺方法简单可靠，提高了铺贴合格率，降低生产成本。

具体实施方式

1、工装表面清理

在环境监控区按制造工艺规范的要求清理掉工装表面的残余物，并用清洗溶剂清理掉工装表面污染物。

2、工装表面脱模剂的涂敷和干燥

确保施加脱模剂的工装表面温度不低于16℃，采用喷涂或使用干净的擦布擦涂脱模剂。施加后一层脱模剂时，应采用与上一层垂直的方向施加，以确保脱模剂能够完全覆盖上一层。脱模剂的涂敷层数、涂覆前后两层脱模剂之间的干燥时间和温度、最后一遍脱模剂涂敷后的干燥时间和温度按制造工艺规范执行。

3、双面带胶可剥布的铺贴

将工装移至洁净间进行可剥布的铺贴，铺贴可剥布时只允许对接，不允许搭接，对接间隙≤1.5mm。

对于手工易操作的工装，工装表面的可剥布可以采用手工铺贴，铺贴完后在可剥布上放置无孔隔离膜，并在无孔隔离膜上放置透气毡，然后制作真空袋，最后进行冷抽压实，压实时真空度不低于-0.08MPa，时间为至少15min，压实完毕拆袋后开始预浸料的铺贴。

对于手工难以操作的工装，可以采购与自动铺带机匹配的双面带胶的可剥布料卷，采用自动铺带机进行铺贴，可剥布铺贴完后换料卷直接开始预浸料的铺贴。