[发明专利]一种大曲率异型面大高度蜂窝共固化夹层结构复合材料及其成型方法

权利要求书

1.一种大曲率异型面大高度蜂窝共固化夹层结构复合材料的成型方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)，根据蜂窝共固化夹层结构复合材料的外形尺寸制备成型模具，夹层结构中蜂窝芯子的高度≥30mm，周向边缘倒角为30～70°，所述成型模具包括用于蜂窝定型的阳模，以及用于蜂窝芯子刚度预增强和夹层结构复合材料共固化成型的阴模；所述阳模具有与蜂窝芯子内型面匹配的凸面结构，所述阴模具有与蜂窝芯子外型面匹配的凹面结构；

步骤(2)，将预浸半固化的Nomex芳纶纸蜂窝在阳模上真空包覆、定型固化，得到蜂窝芯子毛坯；

步骤(3)，将步骤(2)中制备的蜂窝芯子毛坯放置在阴模上，确认蜂窝芯子毛坯外型面与阴模型面匹配后将蜂窝芯子毛坯固定，按照蜂窝芯子净尺寸轮廓向内三～五个蜂窝格的范围填充发泡胶；

步骤(4)，将步骤(3)中填充发泡胶后的蜂窝芯子毛坯进行真空包覆、预固化，得到刚度预增强的蜂窝芯子毛坯；预固化工艺为：真空表压不大于-0.097MPa；升温速率不大于40℃/h，保温温度为(110±5)℃，保温时间为3～4h；随炉降至室温，完成预固化；

步骤(5)，将步骤(4)中刚度预增强的蜂窝芯子毛坯加工至理论尺寸；

步骤(6)，获取热熔预浸料；

步骤(7)，将步骤(1)中的阴模表面涂刷一层树脂胶液；

步骤(8)，将步骤(6)获取的热熔预浸料裁剪成外蒙皮和加强块的铺层展开的尺寸，按共固化夹层结构设计的铺层顺序在步骤(7)中的阴模表面进行铺层叠加，得到外蒙皮和加强块预浸料叠层；

步骤(9)，将步骤(5)制得的刚度预增强的蜂窝芯子以及预埋零件进行表面处理，在蜂窝芯子下表面及预埋零件四周粘贴胶膜；

步骤(10)，将步骤(9)制得的蜂窝芯子、预埋零件和步骤(8)制得的加强块预浸料叠层在步骤(8)制得的外蒙皮预浸料叠层表面进行定位、组装，在以上整体组件上表面粘贴胶膜，再实施真空预压实；

步骤(11)，将步骤(6)获取的热熔预浸料裁剪成内蒙皮铺层展开的尺寸，按共固化夹层结构设计的铺层顺序在步骤(10)中制得的蜂窝芯子与外蒙皮组件表面进行铺层叠加，得到内蒙皮预浸料叠层；

步骤(12)，对步骤(11)得到的组装结构进行真空包覆、固化；

步骤(13)，对步骤(12)固化的产品进行拆除固化装置，得到蜂窝共固化夹层结构复合材料。

2.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于，步骤(1)中，所述阴模的工作面外至少设置四个靶标销孔用于安放激光投影仪配套的反射靶标。

3.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于，步骤(2)中，所述Nomex芳纶纸蜂窝的定型固化在烘箱中进行，固化工艺为：真空表压不大于-0.097MPa；升温速率为(25±5)℃/h，保温温度为(160±5)℃，保温时间为2～3h；随炉降至室温，完成固化。

4.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于，步骤(3)中，填充发泡胶时，采用激光投影仪对蜂窝芯子净尺寸轮廓及位置进行定位、标记；采用的发泡胶为J-60高温固化粉状发泡胶。

5.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于，步骤(4)中，所述预固化在烘箱中进行。

6.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于，步骤(5)中，对蜂窝芯子毛坯加工时，采用激光投影仪对蜂窝芯子的上表面、下表面的净尺寸轮廓进行定位、标记；所述轮廓及位置作为加工基准，实施蜂窝芯子毛坯的加工。

7.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于，步骤(8)中，所述外蒙皮的铺层过程中铺层的角度控制借助于激光投影仪进行定位。

8.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于，步骤(10)中，所述蜂窝芯子、预埋零件和加强块预浸料叠层的位置借助于激光投影仪进行定位；

步骤(11)中，所述内蒙皮铺层过程中铺层的角度控制借助于激光投影仪进行定位。