[发明专利]一种复合材料混杂蒙皮成型方法

说明书

本发明公开了一种复合材料混杂蒙皮成型方法，属于复合材料成型技术领域。包括：沿工装表面全铺一层预浸料A，并从预浸料A的中间沿纤维方向向两边擀压，在铺放的第n层上铺放两种不同的预浸料A和预浸料B，并确定二者的铺叠方式及铺放间隙，在(n+1)层上按照确定的铺放方式继续铺叠预浸料A和预浸料B，对接或搭接位置与上一层错开至少10mm，至少间隔5层后开始重复错开排列；预浸料铺叠完毕后，依次放置可剥层、吸胶材料、有孔隔离膜、软模、无孔隔离膜、透气毡和真空袋，进罐固化。本方法通过对搭接尺寸设计、错位设计和软模应用，能够有效解决由于纤维的物理性质不一致，造成表面突起或凹陷质量问题。

技术领域

本发明涉及复合材料成型领域，具体涉及一种复合材料混杂蒙皮成型方法。

背景技术

随着航空飞行器在隐身等多功能化要求的逐步提升，复合材料混杂蒙皮作为一种即能够保证基本结构强度，又能够满足隐身等功能需求的制件，得到越来越广泛的应用。

复合材料混杂蒙皮是由多种纤维混杂铺层而成的制件，目前不同纤维的混杂方向主要面向层间方向，如陶红波等人（发明专利：一种碳纤维混杂树脂基复合材料及其制备方法）提出了一种碳纤维混杂树脂基复合材料及其制备方法。

相比层间混杂方式，层内方向的纤维混杂蒙皮功能可设计性更多样化。然而，层内方向纤维混杂时，连续纤维铺层变为断续纤维铺层，且由于纤维的物理性质（如热膨胀系数）不一致，过渡区两种材料在高温下可能会形成重叠(搭接)或者空隙(对接)，造成表面突起或凹陷质量问题，甚至会引起零件的翘曲变形。此外，层间铺叠的时候，两种材料容易形成相互污染。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中复合材料混杂蒙皮的层间混杂制件存在的上述问题，提出一种复合材料混杂蒙皮成型方法，通过对搭接尺寸设计、错位设计和软模应用，能够有效解决由于纤维的物理性质不一致，造成表面突起或凹陷质量问题。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种复合材料混杂蒙皮成型方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、沿工装表面全铺一层预浸料A，并从预浸料A的中间沿纤维方向向两边擀压，随后依次放上有孔隔离膜、无孔隔离膜、透气毡和真空袋，抽真空预压；

B、在铺放的第n层（n＞1）功能层上铺放两种不同的预浸料A和预浸料B，根据以下公式确定预浸料A和预浸料B的铺放间隙∆L：

∆L=(L_Aα_A+L_Bα_B )×∆T×(1±10%)；

其中，

L_A和L_B分别代表预浸料A和预浸料B沿搭接或对接方向长度的一半；

α_A和α_B分别为预浸料A和预浸料B的热膨胀系数；

∆T为固化温度平台与常温的差值；

C、当∆L为正值时，预浸料A和预浸料B采用对接方式，间隔区域的长度为∆L；当∆L为负值时，采用搭接方式；

D、在(n+1)层上按照步骤C确定的铺放方式继续铺叠预浸料A和预浸料B，再次计算铺放间隙∆L，对接或搭接位置与上一层错开至少10mm；

E、重复步骤D，至少间隔5层后开始重复之前几层的错开排列；

F、预浸料铺叠完毕后，依次放置可剥层、吸胶材料、有孔隔离膜、软模、无孔隔离膜、透气毡和真空袋，进罐固化。

所述预浸料A和预浸料B中的纤维增强体可以为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或亚麻纤维，树脂基体包括环氧树脂、双马树脂、酚醛树脂和聚酰亚胺树脂。