[发明专利]航空复材C型盒体零件成型方法

说明书

本发明公开了一种航空复材C型盒体零件成型方法，采用硬质外模、硬质芯模，在硬质芯模的下表面上铺贴预浸料，然后扣入硬质外模内，再采用真空袋将前述的整体套装在内进行封闭，而后在高温高压下使预浸料固化制成C型盒体零件；固化前，硬质芯模的下表面与硬质外模的内表面之间的间隙Δ＝L×(β－α)×X+δ，其中，L为C型盒体零件基本尺寸，α为固化温度下硬质外模的膨胀率，β为固化温度下硬质芯模的膨胀率，X为补偿系数0.5，δ为C型盒体零件固化后厚度，以铺贴的所述预浸料的厚度形成所述间隙。本发明制得的C型盒体零件外形完全符合数模理论外形，尺寸精确、厚度均匀，表面光滑平整，避免了硬质外模、软膜芯模成型所产生的缺陷。

技术领域

本发明涉及一种航空复材零件的成型方法，特别是C型盒体零件的成型方法。

背景技术

航空复合材料C型盒体零件(如附图1所示)的制造主要采用硬质外模、软膜芯模进行成型的方法，其中软膜芯模的类别有气囊芯模、橡胶芯模、真空袋。

以气囊芯模作为软膜芯模的成型方法，是先在硬质外模上铺贴预浸料，放置气囊芯模，预浸料在高温高压下实现从湿料状态向干料状态的固化转变，从而形成C型盒体零件。此方法的不足之处有：1、由于零件的内表面接触的气囊芯模是橡胶材质，橡胶面属于软接触，而预浸料的增强体是纤维编织一层，软接触加压会导致固化后的零件表面呈现纤维编织纹路，因此制得的零件内表面不平，后续装配操作会产生装配间隙，同时其厚度均匀性较差；2、气囊芯模需要通过先做的假件翻制而成，同时气囊芯模是橡胶材质，使用寿命较短，其制造成本高、制造周期长，还不耐用。

以橡胶芯模作为软膜芯模的成型方法，成型过程与以气囊芯模作为软膜芯模的成型方法相同，不同的是气囊芯模是通过外压传递进行零件加压，橡胶芯模是通过橡胶本身的膨胀性能进行零件加压。此方法的不足之处有：1、制得的零件内表面不平，后续装配操作会产生装配间隙，同时其厚度均匀性较差，原因与以气囊芯模作为软膜芯模的成型方法相同；2、橡胶芯模需要通过先做的橡胶浇注模翻制而成，同时橡胶芯模是橡胶材质，使用寿命较短，其制造成本高、制造周期长，还不耐用。

以真空袋作为软膜芯模的成型方法，成型过程与以气囊芯模作为软膜芯模的成型方法相同。此方法的不足之处有：由于零件的内表面与真空袋的接触属于软接触，而预浸料的增强体是纤维编织一层，软接触加压会导致固化后的零件表面呈现纤维编织纹路，同时真空袋的褶皱会引起预浸料料层在固化时形成褶皱，因此制得的制得的零件内表面有褶皱，后续装配操作无法进行，同时其厚度均匀性较差。

发明内容

发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种航空复材C型盒体零件的成型方法，使得到的零件具有良好的表面质量。

技术方案：一种航空复材C型盒体零件成型方法，采用硬质外模、硬质芯模，在硬质芯模的下表面上铺贴预浸料，然后扣入硬质外模内，再采用真空袋将前述的整体套装在内进行封闭，而后在高温高压下使预浸料固化制成C型盒体零件；

固化前，硬质芯模的下表面与硬质外模的内表面之间的间隙Δ＝L×(β－α)×X+δ，其中，L为C型盒体零件基本尺寸，α为固化温度下硬质外模的膨胀率，β为固化温度下硬质芯模的膨胀率，X为补偿系数0.5，δ为C型盒体零件固化后厚度，以铺贴的所述预浸料的厚度形成所述间隙。

最佳的，硬质外模的材质为钢、硬质芯模的材质为铝，固化温度为180℃，L为0.1m，α为1.92mm，β为3.68mm，X为0.5，δ为1.4mm，制得的C型盒体零件孔隙率不超过1％，厚度均匀性不超过±5％。

最佳的，硬质外模的材质为钢、硬质芯模的材质为铝，固化温度为180℃，L为0.5m，α为1.92mm，β为3.68mm，X为0.5，δ为4.4mm，制得的C型盒体零件孔隙率不超过1％，厚度均匀性不超过±5％。