CN102555302A

CN102555302A - 复合材料纸蜂窝夹芯结构整体共固化成型工艺方法

Info

Publication number: CN102555302A
Application number: CN2011104231092A
Authority: CN
Inventors: 蒲永伟; 宋扬; 刘沛禹
Original assignee: Shenyang Aircraft Industry Group Co Ltd
Current assignee: Shenyang Aircraft Industry Group Co Ltd
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2031-12-16
Also published as: CN102555302B

Abstract

本发明涉及一种复合材料纸蜂窝夹芯结构整体共固化成型工艺方法，包括以下步骤：1、蜂窝夹芯结构件的铺叠：2、在蜂窝夹芯结构件上铺放一层无孔隔离膜；3、将长方形玻璃织物若干个备用；4、将玻璃纤维织物浸在该胶液中，制成辅助工装预浸料；5、在楔形角保护位置放置，沿四边呈矩形铺设3~5层辅助工装预浸料；6、在辅助工装预浸料的上层依次放置一层有孔隔离膜和辅助透气材料；7、将上述结构的工装整体进行封装后室温固化；8、再次封装放入热压罐中进行固化。该方法不仅加工步骤简洁，而且可以大大缩短蜂窝夹芯结构件的制作周期，降低制造成本。

Description

复合材料纸蜂窝夹芯结构整体共固化成型工艺方法

技术领域

本发明涉及一种复合材料纸蜂窝夹芯结构整体共固化成型工艺方法，用于对纸蜂窝夹芯结构进行整体共固化成型。

背景技术

复合材料蜂窝夹芯结构共固化工艺是指复合材料固化成型和面板与蜂窝的胶接同时进行的制造工艺。含有楔形蜂窝的复合材料夹芯结构，在一定温度下蜂窝与蒙皮间的胶膜粘度低，成型压力在蜂窝结构上产生的侧向压力导致蜂窝整体侧向滑移，造成零件报废。

目前，通常采用工艺方法由二步法、三步固化法和防滑带防侧移共固化方法，采用上述方法存在的问题及不足如下：

1）所谓的两步法：蜂窝经胶膜稳定化，然后再与面板胶接。二步法缺点：双层胶膜使蜂窝夹芯结构件重量增加，同时，易发生弱粘结或者脱粘现象；

2）三步固化法：外面板先固化，蜂窝稳定化，再与内面板胶接。缺点：面板材料在粘结的过程中，由于上下两层材料的固化状态不同（先固化的材料呈硬状态，后固化的呈软状态），在一起固化的过程中产生应力，导致变形。为了粘结牢固，需要在粘结前将被粘表面进行打磨，以增加粘结强度，在打磨的过程中粉尘容易滞留表面清理不净，清理不净是造成粘结不牢的主要原因；

3）防滑带防侧移共固化工艺方法特点是：国内外现有的共固化方法是在模具边缘制作防滑带，蜂窝夹芯结构件在设计时需要先预留出防滑铺层。防滑层是为了防止纸蜂窝收缩、侧滑。对于形状和结构复杂的被加工蜂窝夹芯结构件预留防滑铺层时在操作上难以实现，容易导致蜂窝滑移和收缩。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种复合材料纸蜂窝夹芯结构整体共固化成型工艺方法，该方法不仅加工步骤简洁，而且可以大大缩短蜂窝夹芯结构件的制作周期，降低制造成本。

为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种复合材料纸蜂窝夹芯结构整体共固化成型工艺方法，包括以下步骤：

1）蜂窝夹芯结构件的铺叠：

1.1) 在工装上铺叠若干层预浸料下层，然后用胶膜将纸蜂窝粘在预浸料的指定位置上；

1.2) 在纸蜂窝上铺设一层胶膜；

1.3) 在纸蜂窝和四周露出的预浸料下层的上表面继续铺设若干层预浸料上层；

2）在蜂窝夹芯结构件上铺放一层无孔隔离膜；

3）将长方形玻璃织物若干个备用；

4）将环氧树脂和多乙烯多胺固化剂按100:12比例混合成胶液，将步骤3总的玻璃纤维织物浸在该胶液中，制成辅助工装预浸料；

5）在蜂窝夹芯结构件的楔形角保护位置，沿四边呈矩形铺设3~5层辅助工装预浸料（8）；

6）在辅助工装预浸料的上层依次放置一层有孔隔离膜和辅助透气材料；

7）将上述结构的工装整体进行封装后，抽真空，真空度不大于-0.09MPa，室温固化时间为8~10个小时，然后再放入到热压罐中再次进行加热固化；

8）抬起固化后的辅助工装，在蜂窝夹芯件的表面放置一层和可剥布一层有孔隔离膜后，再将固化的辅助工装放在有孔隔离膜上，在辅助工装上依次铺设一层有孔隔离膜和辅助通气材料，然后进行封装放入热压罐中进行固化。

该复合材料纸蜂窝夹芯结构整体共固化成型工艺方法采用上述步骤，其优点为：

1、彻底解决了蜂窝夹芯结构件固化时蜂窝收缩、滑移及表面有褶皱的现象，提高了蜂窝夹芯结构件质量；

2、复合材料蜂窝夹芯结构制造采用共固化工艺可以节省时间及制造成本，有效防止蜂窝夹芯结构在中间环节的污染造成的报废；

3、有效的防止蜂窝夹芯结构件在多次固化时由于热应力的不同造成蜂窝夹芯结构件的变形产生的误差；

4、节约加工成本，缩短制造周期，对设备的占有率降低3倍，有效的降低人工费用，降低了零件的制造成本；

5、辅助工装材料体系选择科学高效、操作简单，解决了传统共固化工艺中操作难度大、效率低的难度，适用于任何复杂型面的蜂窝夹芯结构。

附图说明

图1为制作辅助工装的结构示意图。

图2为辅助工装的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种复合材料纸蜂窝夹芯结构整体共固化成型工艺方法，包括以下步骤：

1）蜂窝夹芯结构件的铺叠：

1.1) 在工装1上铺叠预浸料下层2，共铺叠16层，然后用胶膜3将纸蜂窝4粘在预浸料的指定位置上；

1.2) 在纸蜂窝4上铺设一层胶膜3，上述的胶膜牌号为J-116A；

1.3) 在纸蜂窝4和四周露出的预浸料下层2的上表面继续铺设预浸料上层6，共铺叠16层，其中预浸料上下层的牌号为CF3031/BA9916-Ⅱ；

2）在蜂窝夹芯结构件上铺放一层无孔隔离膜7；

3）将长方形玻璃织物若干个备用，玻璃纤维织物的牌号为PPGW-R-800-GSM；

4）将环氧树脂E51和多乙烯多胺固化剂按100:12比例混合成胶液，将步骤3总的玻璃纤维织物浸在该胶液中，制成辅助工装预浸料8；

5）如图2所示，在蜂窝夹芯结构件的楔形角保护位置，沿四边呈矩形铺设3~5层辅助工装预浸料8铺设，需在一个小时内完成；

6）在辅助工装预浸料8的上层依次放置一层有孔隔离膜7和辅助透气材料10，孔隔离膜7的牌号为A4000 P3，辅助透气材料10为牌号为AIRWEAVE N-10的透气毡；

7）将上述结构的工装整体进行封装后，抽真空，真空度不大于-0.09MPa，室温固化时间为8~10个小时，固化后辅助工装预浸料8先被固化成型；

8）抬起固化后的辅助工装，在蜂窝夹芯件的表面放置一层和可剥布一层有孔隔离膜后，再将固化的辅助工装放在有孔隔离膜上，在辅助工装上依次铺设一层有孔隔离膜和辅助通气材料，然后进行封装放入热压罐中进行固化，这样防止已经固化的辅助工装与蜂窝夹芯件之间的粘连，影响蜂窝夹芯件的外形，其固化参数为温度180℃，压力为0.6MPa。这样辅助工装先固化成型，为二次加热固化中对纸蜂窝4起到了定位的作用，同时辅助工装的材质与预浸料的材质相近，故受热后，使纸蜂窝的受力均匀，从而避免了传统工艺中纸蜂窝侧滑和塌陷的缺点。

该复合材料纸蜂窝夹芯结构整体共固化成型工艺方法工艺适用性强，适合制作任意外形的蜂窝夹芯结构件，能保证蜂窝夹芯结构蜂窝夹芯结构件外形及内部质量的精准制造。该工艺方法工序简洁、操作简单，只需要进行一次热压罐，降低了中间工序繁多导致蜂窝夹芯结构件报废的可能性，节省了大量人力物力，提高效率，创造了可观的经济效益。

Claims

1.一种复合材料纸蜂窝夹芯结构整体共固化成型工艺方法，其特征在于包括以下步骤：

1）蜂窝夹芯结构件的铺叠：

1.1）在工装（1）上铺叠若干层预浸料下层（2），然后用胶膜（3）将纸蜂窝（4）粘在预浸料的指定位置上；

1.2）在纸蜂窝（4）上铺设一层胶膜（3）；

1.3）在纸蜂窝（4）和四周露出的预浸料下层（2）的上表面继续铺设若干层预浸料上层（6）；

2）在蜂窝夹芯结构件上铺放一层无孔隔离膜（7）；

3）将长方形玻璃织物若干个备用；

4）将环氧树脂和多乙烯多胺固化剂按100:12比例混合成胶液，将步骤3总的玻璃纤维织物浸在该胶液中，制成辅助工装预浸料（8）；

6）在辅助工装预浸料（8）的上层依次放置一层有孔隔离膜（9）和辅助透气材料（10）；

7）将上述结构的工装整体进行封装后，抽真空，真空度不大于-0.09MPa，室温固化时间为8~10个小时；

8）抬起固化后的辅助工装，在蜂窝夹芯件的表面放置一层可剥布和一层有孔隔离膜后，再将固化的辅助工装放在有孔隔离膜上，在辅助工装上依次铺设一层有孔隔离膜和辅助通气材料，然后进行封装放入热压罐中进行固化。