CN103395156A - 外壳内壁有台阶的碳纤维复合材料飞行器生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种外壳内壁有台阶的碳纤维复合材料飞行器生产工艺，包括图纸确认、设计硅胶内胆、模具设计与制造、灌制硅胶内胆、备料、裁纱、卷料成型、成型、修边裁切加工、胶合、补土和涂装工艺步骤，在现有模压成型工艺基础上增加硅胶内胆设计制作工序，利用硅胶内胆受热膨胀挤压产品实现外壳内壁有台阶的碳纤维复合材料飞行器的成型，成型后待模具冷却，硅胶内胆受冷收缩，取出硅胶内胆，得到外壳内壁有台阶的碳纤维复合材料飞行器成品。本发明生产工艺能克服现有模压成型工艺和尼龙气袋气压成型工艺的不足，且具有生产效率高、成型产品强度高和外观优良、加工尺寸精确等优点。
Description
技术领域
本发明属于碳纤维复合材料飞行器成型技术领域，具体涉及一种外壳内壁有台阶的碳纤维复合材料飞行器生产工艺。
背景技术
常规的壁厚均匀、内壁无台阶的碳纤维复合材料飞行器一般可通过模压成型或尼龙气袋气压成型工艺成型。模压成型工艺即利用成型炉台给模具加压、加热，并通过模具给待成型产品加压、加热实现产品的成型，如附图1所示其包括图纸确认、模具设计与制造、备料、裁纱、卷料预型、成型、修边裁切加工、胶合、补土和涂装等加工步骤，然而该模压成型工艺不适合生产不等壁厚的和重量很轻的产品，利用该模压成型工艺生产外壳内壁有台阶的碳纤维复合材料飞行器其模具设计复杂、成本高，甚至存在无法生产出上述外壳内壁有台阶的碳纤维复合材料飞行器的可能。另一成型工艺即尼龙气袋气压成型工艺利用成型炉台给模具加压、加热，高压气体通过气嘴进入尼龙气袋并从产品内腔对产品施加压力，同时成型炉台对模具进行加热，实现产品成型，其加工步骤与模压成型工艺基本一致，其与模压成型工艺区别主要在卷料预型阶段增加穿风管步骤，即将风管预先放入产品内腔，然而上述尼龙气袋气压成型工艺也无法生产外壳内壁有台阶的碳纤维复合材料飞行器，上述外壳内壁有台阶的碳纤维复合材料飞行器其台阶形式为如附图3所示的该飞行器上的电动机固定板胶合台阶，包括电动机固定板板体1和台阶10。
为解决上述现有的两种成型工艺无法生产外壳内壁带有如附图3所示台阶的碳纤维复合材料飞行器的技术问题，目前急需一种解决方案在保证成型产品强度、加工精度和生产效率的同时可以实现上述外壳内壁有台阶的碳纤维复合材料飞行器的成型生产。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种生产效率高、加工精度准确、成型产品强度好的用于成型生产外壳内壁有台阶的碳纤维复合材料飞行器的工艺。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
外壳内壁有台阶的碳纤维复合材料飞行器生产工艺，包括图纸确认、设计硅胶内胆、模具设计与制造、灌制硅胶内胆、备料、裁纱、卷料成型、成型、修边裁切加工、胶合、补土和涂装工艺步骤；具体工艺步骤如下，步骤一，图纸确认，根据产品图进行工艺分析，评估产品图各部位是否适合工艺生产，如圆角、尺寸等，若有不合适工艺生产部位则修改产品图；
步骤二，设计硅胶内胆，确认图纸后在上述产品图外型尺寸基础上单边内缩，内缩尺寸视产品厚度而定，具体地硅胶内胆单边内缩尺寸为待加工飞行器壁厚的3倍，定好硅胶内胆外形尺寸后确定硅胶内胆厚度，该硅胶内胆厚度要求均匀，厚度为3-5mm；
步骤三，模具设计与制造，分别制造一个飞行器成型模和一个硅胶内胆制作模，该飞行器成型模为钢模，硅胶内胆制作模为铝模，且上述飞行器成型模上需要设计锁模螺丝，以避免模具冷却时硅胶内胆膨胀压力将待成型飞行器胀裂；
步骤四，灌制硅胶内胆，按步骤二设计的硅胶内胆估算硅胶内胆重量，按比例取用双组分液体硅胶，置于塑料桶内，该塑料桶大小以刚好能放进真空箱为佳，搅拌均匀，将装有液体硅胶的塑料桶放入真空箱内抽真空18-22分钟，随时关注塑料桶内硅胶情况，待硅胶满处塑料桶时放气，并将液体的硅胶倒入步骤三中硅胶内胆制作模的模腔中，让硅胶自然固化220-260分钟，待硅胶固化后将硅胶内胆从硅胶内胆制作模中取出；
步骤五，备料，按照飞行器产品标准书的规定，准备成型生产所需的物料；
步骤六，裁纱，按照工程师下发的结构图将碳纱裁剪成需要的规格；
步骤七，卷料预型，在步骤四中灌制得到的硅胶内胆表面包裹一层耐180℃高温的保鲜膜，然后按照步骤六中工程师下发的结构图预先卷制飞行器的形状和厚度，并进行检验；
步骤八，成型，将步骤七中卷制好的产品放入飞行器成型模的模腔中，盖模并将模具送至成型炉台的热压台炉板上加热，具体机台参数设定为油压100kg/cm2，温度145-155℃，待模具内产品温度达到150℃后继续加热成型15分钟，然后将飞行器成型模送至冷却炉台冷却，开模并取出成型飞行器；
步骤九，修边裁切加工，将已成型的外壳内壁有台阶的碳纤维复合材料飞行器修边、裁切成所需要的尺寸；
步骤十，胶合，通过胶粘剂将飞行器上其它无法一体成型的部件胶粘在飞行器主体上；
步骤十一，补土，对步骤十中的飞行器表面进行打磨处理，以使得飞行器外观整洁；
步骤十二，涂装，按客户要求对飞行器表面进行烤漆和贴标签等处理。
本发明具有如下有益效果：
本发明外壳内壁有台阶的碳纤维复合材料飞行器生产工艺，在现有模压成型工艺基础上增加硅胶内胆设计制作工序，利用硅胶内胆受热膨胀挤压产品实现外壳内壁有台阶的碳纤维复合材料飞行器的成型，成型后待模具冷却，硅胶内胆受冷收缩，取出硅胶内胆，得到具有如附图3台阶形式的外壳内壁有台阶的碳纤维复合材料飞行器成品。本发明生产工艺能克服现有模压成型工艺和尼龙气袋气压成型工艺的不足，且具有生产效率高、成型产品强度高和外观优良、加工尺寸精确等优点。
附图说明
图1为现有技术中的模压成型工艺流程图；
图2为本发明工艺流程图；
图3为本发明工艺待加工的外壳内壁有台阶的碳纤维复合材料飞行器其电动机胶合板胶合台阶示意图；
图4为本发明工艺其硅胶内胆结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的描述，以便于更清楚的理解本发明要求保护的技术思想。
本发明外壳内壁有台阶的碳纤维复合材料飞行器生产工艺，如附图2所示包括图纸确认、设计硅胶内胆、模具设计与制造、灌制硅胶内胆、备料、裁纱、卷料成型、成型、修边裁切加工、胶合、补土和涂装工艺步骤，具体工艺步骤如下：
步骤一，图纸确认，根据产品图进行工艺分析，评估产品图各部位是否适合工艺生产，如圆角、尺寸等，若有不合适工艺生产部位则修改产品图；
步骤二，设计硅胶内胆2，如附图4所示，确认图纸后在上述产品图外型尺寸基础上单边内缩，内缩尺寸视产品厚度而定，具体地硅胶内胆2单边内缩尺寸为待加工飞行器壁厚的3倍，定好硅胶内胆2外形尺寸后确定硅胶内胆2厚度，该硅胶内胆2厚度要求均匀，厚度为3-5mm；步骤三，模具设计与制造，分别制造一个飞行器成型模和一个硅胶内胆制作模，该飞行器成型模为钢模，硅胶内胆制作模为铝模，且上述飞行器成型模上需要设计锁模螺丝，以避免模具冷却时硅胶内胆膨胀压力将待成型飞行器胀裂；
步骤四，灌制硅胶内胆2，按步骤二设计的硅胶内胆2估算硅胶内胆2重量，按比例取用双组分液体硅胶，置于塑料桶内，该塑料桶大小以刚好能放进真空箱为佳，搅拌均匀，将装有液体硅胶的塑料桶放入真空箱内抽真空18-22分钟，随时关注塑料桶内硅胶情况，待硅胶满处塑料桶时放气，并将液体的硅胶倒入步骤三中硅胶内胆制作模的模腔中，让硅胶自然固化220-260分钟，待硅胶固化后将硅胶内胆2从硅胶内胆制作模中取出；
步骤五，备料，按照飞行器产品标准书的规定，准备成型生产所需的物料；
步骤六，裁纱，按照工程师下发的结构图将碳纱裁剪成需要的规格；
步骤七，卷料预型，在步骤四中灌制得到的硅胶内胆2表面包裹一层耐180℃高温的保鲜膜，然后按照步骤六中工程师下发的结构图预先卷制飞行器的形状和厚度，并进行检验；
步骤八，成型，将步骤七中卷制好的产品放入飞行器成型模的模腔中，盖模并将模具送至成型炉台的热压台炉板上加热，具体机台参数设定为油压100kg/cm2，温度145-155℃，待模具内产品温度达到150℃后继续加热成型15分钟，然后将飞行器成型模送至冷却炉台冷却，开模并取出成型飞行器；
步骤九，修边裁切加工，将已成型的外壳内壁有台阶的碳纤维复合材料飞行器修边、裁切成所需要的尺寸；
步骤十，胶合，通过胶粘剂将飞行器上其它无法一体成型的部件胶粘在飞行器主体上；
步骤十一，补土，对步骤十中的飞行器表面进行打磨处理，以使得飞行器外观整洁；
步骤十二，涂装，按客户要求对飞行器表面进行烤漆和贴标签等处理。
本发明工艺原理为：开模前在产品图尺寸的基础上进行内缩，设计一个硅胶内胆2，开模的时候开两套成型模：一套是飞行器成型模，一套是硅胶内胆制作模；成型时利用硅胶内胆2受热膨胀的压力将产品压制成型，待模具冷却后开模，硅胶内胆2受冷收缩尺寸变小，能很轻松的取出来，从而达到生产如附图3所示形式产品的目的。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (1)
1.外壳内壁有台阶的碳纤维复合材料飞行器生产工艺，其特征在于：包括图纸确认、设计硅胶内胆、模具设计与制造、灌制硅胶内胆、备料、裁纱、卷料成型、成型、修边裁切加工、胶合、补土和涂装工艺步骤；
具体工艺步骤如下，步骤一，图纸确认，根据产品图进行工艺分析，评估产品图各部位是否适合工艺生产，如圆角、尺寸等，若有不合适工艺生产部位则修改产品图；
步骤二，设计硅胶内胆，确认图纸后在上述产品图外型尺寸基础上单边内缩，内缩尺寸视产品厚度而定，具体地硅胶内胆单边内缩尺寸为待加工飞行器壁厚的3倍，定好硅胶内胆外形尺寸后确定硅胶内胆厚度，该硅胶内胆厚度要求均匀，厚度为3-5mm；
步骤三，模具设计与制造，分别制造一个飞行器成型模和一个硅胶内胆制作模，该飞行器成型模为钢模，硅胶内胆制作模为铝模，且上述飞行器成型模上需要设计锁模螺丝，以避免模具冷却时硅胶内胆膨胀压力将待成型飞行器胀裂；
步骤四，灌制硅胶内胆，按步骤二设计的硅胶内胆估算硅胶内胆重量，按比例取用双组分液体硅胶，置于塑料桶内，该塑料桶大小以刚好能放进真空箱为佳，搅拌均匀，将装有液体硅胶的塑料桶放入真空箱内抽真空18-22分钟，随时关注塑料桶内硅胶情况，待硅胶满处塑料桶时放气，并将液体的硅胶倒入步骤三中硅胶内胆制作模的模腔中，让硅胶自然固化220-260分钟，待硅胶固化后将硅胶内胆从硅胶内胆制作模中取出；
步骤五，备料，按照飞行器产品标准书的规定，准备成型生产所需的物料；
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