[实用新型]一种复合材料帽形长桁预成型及其加筋壁板固化的芯模

说明书

技术领域

本实用新型属于工艺制造领域，涉及一种复合材料帽形长桁预成型及其加筋壁板固化的芯模。

背景技术

复合材料帽形长桁加筋壁板广泛应用于机身主承力结构。目前，帽形长桁预浸料铺层一般采用手工铺贴或热隔膜预成型，该工艺过程需要一个刚性芯模以确保预浸料铺层的质量；在帽形长桁与蒙皮共固化或共胶接过程中，帽形长桁预浸料铺层将从刚性芯模取下，转移到壁板成型模具进行封装。气囊或真空袋等将用以传递热压罐压力，保证帽形长桁加筋壁板固化质量。

目前，帽形长桁加筋壁板制造工艺过程中，帽形长桁预成型及其加筋壁板固化分别需要不同的芯模：预成型需要刚性芯模，而固化过程需要气囊或真空袋。刚性芯模能有效承受预成型过程的压力，从而保证预成型后预浸料铺层形状满足要求；固化过程中，帽形长桁预浸料铺层将从刚性芯模取下，转移到壁板成型模具，帽形长桁预浸料铺层中空区域利用气囊或真空袋进行封装，工序繁琐；另外，由于气囊及真空袋在充气加压过程中容易在拐角区域形成架桥，从而拐角区固化压力不足，形成孔隙等缺陷，导致整个结构报废。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种避免帽形长桁预浸料铺层在预成型芯模及固化模具之间的转移，降低芯模制备成本，简化封装工序，避免真空袋在拐角区架桥，确保帽形长桁加筋壁板成型质量的复合材料帽形长桁预成型及其加筋壁板固化的芯模。

本实用新型的技术方案为：一种复合材料帽形长桁预成型及其加筋壁板固化的芯模，该芯模包括：芯轴、真空袋、端头和垫块；

其中，所述芯轴，用于帽形长桁预成型及其加筋壁板共固化或共胶接成型；

所述端头设置在所述芯轴的两端，所述端头的一端与所述芯轴的端部连接用于支撑并密封所述芯轴，另一端用于连接真空表或真空泵，且所述端头中心位置设有端头通孔，所述端头通孔上均设有通断阀门；

所述真空袋包裹在所述芯轴和所述端头的外侧壁上，用于预成型过程隔离芯轴和预浸料铺层，在固化过程有效传递热压罐压力，促进预浸料铺层密实，确保制件质量；

所述垫块设置在包裹了所述真空袋的所述芯轴的底部两端的拐角处，用于预成型时帽形长桁底部两端拐角处的平滑过渡，保证帽形长桁预浸料铺层形状符合设计要求。

进一步，所述芯模的结构为：所述芯轴为中空结构，所述芯轴的外表面等距设置有贯穿整个芯轴长度方向的若干导气凹槽，每个所述导气凹槽的中心线上沿长度方向均匀分布有若干导气端头通孔，所述芯轴的两端设置用于与所述端头的对接插头配合的对接插槽。

进一步，所述真空袋为圆筒状，所述真空袋通过密封腻子与设置在所述芯轴两端的所述端头的侧壁实现密封。

进一步，所述芯轴和所述端头连接处设有压敏胶带用于连接及固定。

进一步，所述垫块截面呈不规则三边形，与所述芯轴接触的边为弧形，其形状与所述芯轴包裹所述真空袋并达到真空状态后底部两端拐角形状相匹配，所述垫块底面为平面，与所述芯轴包裹所述真空袋并达到真空状态后的底面平齐，所述垫块斜面整体上与所述芯轴包裹所述真空袋并达到真空状态后的斜面平齐，在靠近所述垫块底面处采用圆弧倒角平滑过渡。

进一步，所述真空袋的截面周长大于所述芯轴外型面截面周长，优选自通气型筒状真空袋。

进一步，所述导气凹槽的深度、宽度及间距以真空袋收缩出现的真空袋褶子填充导气凹槽后芯模外型面趋于平整为准，同时为利于脱模，建议所述导气凹槽的深度不大于1mm，宽度不小于5mm，相邻的所述导气凹槽的间距不小于10mm。

进一步，所述导气通孔会导致真空袋贴合芯轴在导气通孔处形成架桥，所述导气通孔的直径以不会使架桥在真空作用下导致真空袋破裂为准，建议所述导气通孔直径不大于1mm，相邻的所述导气通孔的孔间距不小于20mm。

本实用新型的有益效果是：

1）由于采用上述技术方案，本实用新型芯模能先后用于帽形长桁预成型及其加筋壁板共固化或共胶接成型，避免预成型及固化采用不同的芯模，节约模具投入成本；

2）由于预成型及固化采用同一芯模，避免帽形长桁预浸料铺层在预成型模具及固化芯模之间的转移，减少封装工序，有效简化工艺流程；

3）采用将真空袋贴合在芯轴后预成型长桁预浸料铺层的方法，有效避免传统直接真空袋封装过程拐角出现架桥的问题，同时利用芯模导气凹槽巧妙地将真空袋褶子均匀分布在芯模截面，促进真空袋褶子在固化过程补偿由于预浸料铺层厚度变小导致其内型面变大的尺寸，从而有效传递热压罐压力，确保制件质量；