[发明专利]一种用于T型加筋壁板复合材料的共固化成型方法

说明书

本发明公开了一种用于T型加筋壁板复合材料的共固化成型方法，本方法通过金属模具工装与传压型软模工装相结合的组合成型工装，将L型、C型预成型体和预浸料捻条组合后，装配到成型工装上，封装之后进行热压罐共固化操作，最终获得设计的T型加筋壁板复合材料。本方法能够解决传统共固化成型中成型压力传递与T型筋条位置精度和型面精度难以兼顾的问题，确保T型筋条及蒙皮各个位置的预浸料叠层成型中在有精准参考基准的条件下充分密实，提高T型加筋壁板复合材料的成型精度、质量和成型效率。

技术领域

本发明涉及一种T型加筋壁板复合材料的共固化成型方法，更具体地说，是指一种采用金属模具与传压型软模相结合的共固化成型方法。

背景技术

T型加筋壁板复合材料因其对结构高效的增强作用，在航空航天领域中得到大范围应用。其成型方法有共固化成型、共胶接成型和二次胶接成型三种，其中共固化成型方法可以简化工艺流程，且能够提高筋条与蒙皮结构的完整性与传载的一致性，而成为T型加筋壁板结构上的优先选择的工艺方法。

传统的T型加筋壁板复合材料，其共固化成型时往往采用全金属模具或蒙皮面为金属模具、筋条区域为软性模具的组合工装。采用全金属模具成型时，由于金属模具的型面可以通过机加保证，所以能够实现T型筋条的准确定位及较高的型面轮廓精度；但由于T型筋条的结构特性，成型压力在不同金属模块与预浸料叠层之间的传递效率较低，T型筋条的腹板区域难以充分密实，成型质量及稳定性难以保证。采用蒙皮面金属模具、筋条区域为软性模具的组合工装时，软性模具因自身的优异传压特性，能够保证T型筋条腹板、突缘所有位置的成型压力传递，实现筋条成型内部质量的保证；但软性模具部分为了保证成型压力的传递，其结构刚性相对较低，在成型中位置精度难以保证，且腹板区域容易发生模具面失稳而造成T型筋条的腹板面轮廓度精度降低。

由于两种传统的共固化成型方法各有难以保证成型质量的技术难点，所以工程上为了保证成型质量的稳定性，经常选择采用共胶接甚至二次胶接来成型T型加筋壁板复合材料，因此如何实现可工程化应用的T型加筋壁板复合材料共固化成型，提高T型加筋壁板共固化成型质量对于该结构复合材料的更广泛应用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于T型加筋壁板复合材料的共固化成型方法，该方法通过金属模具工装与传压型软模工装相结合的组合成型工装，解决传统共固化成型中成型压力传递与T型筋条位置精度和型面精度难以兼顾的问题，确保T型筋条及蒙皮各个位置的预浸料叠层成型中在有精准参考基准的条件下充分密实，提高T型加筋壁板复合材料的成型精度、质量和成型效率。

为实现上述目的，本发明的一种用于T加筋壁板复合材料的共固化成型方法，包括如下步骤：

步骤1：制造与T型加筋壁板复合材料型面相匹配的金属模具工装和传压型软模工装，该金属模具工装上含有若干个立方体型模腔，每个模腔内装配一个传压型软模工装，模腔侧壁与传压型软模工装的侧壁留有间隔；

步骤2：利用预浸料制备L型、C型预成型体，将L型、C型预成型体铺贴在金属模具工装和传压型软模工装上以及间隔内，并进行预压实，保证预成型体未裹杂空气，对传压型软模工装进行固定；

步骤3：根据预压实后的各个预成型体之间的空隙，制备与空隙相匹配的预浸料捻条；

步骤4：将捻条装配在每个空隙处，再在上方铺放蒙皮预浸料叠层，进行T型预成型体的组合装配；

步骤5：将装配好的T型预成型体连同金属模具工装和传压型软模工装通过真空袋封装，送进罐中进行共固化成型，然后脱模，得到T型加筋壁板复合材料制件。

作为一种优选方式，金属模具工装为一体式工装或分体组装式工装。

作为一种优选方式，传压型软模工装的材质包括但不限于封闭式橡胶软模、硅橡胶软模、热塑弹性体模、热塑性环形膜、环封真空袋膜等。