CN112537048B - 一种高精度单向带试样的制造装置和制造方法 - Google Patents

一种高精度单向带试样的制造装置和制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112537048B
CN112537048B CN202011289643.4A CN202011289643A CN112537048B CN 112537048 B CN112537048 B CN 112537048B CN 202011289643 A CN202011289643 A CN 202011289643A CN 112537048 B CN112537048 B CN 112537048B
Authority
CN
China
Prior art keywords
reinforcing sheet
plate
main board
backing plate
manufacturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011289643.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112537048A (zh
Inventor
闫恩玮
杨绍昌
李欣桐
陈亮子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Aircraft Industry Group Co Ltd
Original Assignee
Xian Aircraft Industry Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Aircraft Industry Group Co Ltd filed Critical Xian Aircraft Industry Group Co Ltd
Priority to CN202011289643.4A priority Critical patent/CN112537048B/zh
Publication of CN112537048A publication Critical patent/CN112537048A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112537048B publication Critical patent/CN112537048B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/30Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/34Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
    • B29C70/342Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation using isostatic pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/40Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/44Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
    • B29C70/443Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding and impregnating by vacuum or injection
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/54Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B29C70/545Perforating, cutting or machining during or after moulding
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/286Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q involving mechanical work, e.g. chopping, disintegrating, compacting, homogenising

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高精度单向带试样的制造装置和制造方法,本装置由工装主体,主板,上加强片,下加强片,上垫板,下垫板,支撑板,定位销钉八部分组成。本装置结构简单,加强片定位准确。试样切割以单向带的自然0°方向为基准,解决了0°方向定位不准确的问题,提高了试样精度。

Description

一种高精度单向带试样的制造装置和制造方法
技术领域
本发明涉及复合材料零件制造领域,特别是一种高精度单向带试样的制造装置和制造方法。
背景技术
复合材料具有承载效率高、可设计性强、耐腐蚀等诸多优点,广泛应用于航空、航天、汽车制造等领域。
树脂基复合材料是应用较为广泛的一类复合材料,主要由树脂和纤维组成。树脂基复合材料的原材料可分为单向带和织物2类。单向带是指纤维全部沿1 个方向排列,而织物则是指纤维呈一定角度交错排列。各类树脂基复合材料在出、入厂验收时,均需要制作各类力学性能试样,以评估其综合性能是否满足要求。对于单向带材料,由于纤维全部沿1个方向排列,其试样的整体性能与纤维角度的准确性息息相关。纤维角度偏差是造成试样力学性能下降的主要原因。试样制备过程中的铺贴、切割等工序都有可能造成纤维角度偏差。尤其是试样切割工序,纤维0°方向基准偏差将导致所有试样角度偏差,引起力学性能大幅下降。除此之外,还需要在试样制造过程中精确控制加强片尺寸及位置,保证试样整体的平整度,避免翘曲等问题。
目前常用的试样制造方法采取铺贴过程中形成1个纤维0°方向基准边,或者预埋定位销的方法,固化后以此作为数控铣切的基准。此种方法,铺贴过程所形成的纤维角度偏差会直接影响后续数控铣切基准的正确性,从而影响试样纤维角度的准确性。因此,迫切需要一种高精度单向带试验的制造装置和制造方法,解决纤维0°方向不易找正,试样翘曲、变形等问题。
发明内容
为了解决上述问题,本发明公开了一种高精度单向带试样的制造装置和制造方法,本装置结构简单,使用方便,能够解决单向带试样纤维0°方向定位不准确的问题,如实反映试样的力学性能。提高力学测试的准确性。
一种高精度单向带试样的制造装置,包括工装主体、主板,上加强片、下加强片,上垫板、下垫板,支撑板,定位销钉,下加强片、下垫板、支撑板放置在主体工装上,主板放置在下加强片、下垫板、支撑板上,上加强片和上垫板放置在主板上,主板沿单向带90°方向的一边与上加强片、上垫板和下加强片、下垫板等齐,另一边比上加强片、上垫板和下加强片、下垫板宽10mm-50mm,主板沿单向带0°方向两边分别与对应位置处的上加强片、下加强片和支撑板等齐。上加强片与上垫板,下加强片与下垫板间单边各留1mm-3mm的间隙。每块上加强片、下加强片与主板均采用4个定位销钉固定,同位置处的上加强片、下加强片的每个定位孔同轴。定位销钉为圆柱形,材质为聚四氟乙烯或尼龙,高度低于所在位置处加强片型面0.5mm-2mm。放置在主板同一侧的上加强片、上垫板由同一块试板铣切得到;下加强片、下垫板、支撑板由同一块试板铣切得到,厚度完全一致。
一种高精度单向带试样的制造方法,包括以下步骤:
1在工装主体上逐层铺贴主板胚料;
2制作真空袋,进热压罐固化;
3拆除真空袋;
4使用刀片沿主板单向带0°方向在主板余量区划出一条印痕;
5按印痕将主板沿单向带0°方向掰断,形成基准边;
6按5步骤得到的基准边铣切主板,并钻制定位孔;
7在工装主体上铺贴加强片、垫板和支撑板的整体胚料;
8制作真空袋,进热压罐固化;
9拆除真空袋;
10铣切得到上加强片、上垫板和下加强片、下垫板、支撑板,并在上加强片和下加强片上钻制定位孔;
11在主板上安装上加强片、下加强片的区域表面铺贴胶膜,其余位置铺贴 1层脱模布;
12安装上加强片、下加强片,并用定位销钉固定;
13在上加强片、下加强片的中间区域放置上垫板、下垫板。确保上垫板、下垫板与上加强片、下加强片沿主板单向带0°方向等齐。主板同侧的上垫板与上加强片,下垫板与下加强片间单边各留1mm~3mm余量,用胶带固定上垫板、下垫板;
14在下垫板和下加强片一侧放置支撑板,确保支撑板与主板沿单向带0°方向两边齐平,支撑板一侧与主板沿单向带90°方向一边齐平,另一侧与下加强片和下垫板间均留1mm~3mm的间隙。用胶带固定支撑板;
15制作真空袋,进热压罐固化;
16拆除真空袋,并去除支撑板,去除脱模布;
17使用刀片沿主板单向带0°方向在支撑板放置区域的主板上划出一条印痕;
18按印痕将主板沿单向带0°方向掰断,形成基准边;
19按18步骤得到的基准边铣切主板;
20拆除上垫板、下垫板,去除脱模布,得到所需试样。
本发明具备如下优点:1)采用单向带纤维0°方向作为参考基准,无基准转换步骤,提高了试样纤维方向的准确度;2)加强片、垫板、支撑板由同一张试板切割得到,厚度完全一致,避免厚度偏差导致试样翘曲;3)加强片、垫板、支撑板间留有适当余量,避免热膨胀不一致导致的试样弯曲。
附图说明
图1试样示意图
图2主板示意图
图3垫板和加强片示意图
图4试样制造装置示意图
图5试样制造装置截面图
图中编号说明:1-主板、2-上垫板、3-下垫板、4-上加强片、5-下加强片、 6-定位销钉、7-工装主体、8-支撑板、9-定位孔。
具体实施方式
如图1-5所示,本发明以0°拉伸试板为例,一种高精度单向带试样的制造装置,包括工装主体7、主板1,上加强片4、下加强片5,上垫板2、下垫板3,支撑板8,定位销钉6,该制造装置的8部分构成4层,由下至上依次为:工装主体7;下加强片5、下垫板3、支撑板8放置在主体工装7上;主板1放置在下加强片5、下垫板3、支撑板8上;上加强片4和上垫板2放置在主板1 上。主板1沿单向带90°方向的一边与上加强片4、上垫板2和下加强片5、下垫板3等齐,另一边比上加强片4、上垫板2和下加强片5、下垫板3宽 10mm-50mm,主板1沿单向带0°方向两边分别与对应位置处的上加强片4、下加强片5和支撑板8等齐。上加强片4与上垫板2,下加强片5与下垫板3间单边各留1mm-3mm的间隙。每块上加强片4、下加强片5与主板1均采用4个定位销钉6固定,同位置处的上加强片4、下加强片5的每个定位孔同轴。定位销钉6为圆柱形,材质为聚四氟乙烯或尼龙,高度低于所在位置处加强片型面0.5mm-2mm。放置在主板1同一侧的上加强片4、上垫板2由同一块试板铣切得到;下加强片5、下垫板3、支撑板8由同一块试板铣切得到,厚度完全一致。
一种高精度单向带试样的制造方法,其特征在于包括以下步骤:
1在工装主体7上逐层铺贴主板胚料;
2制作真空袋,进热压罐固化;
3拆除真空袋;
4使用刀片沿主板1单向带0°方向在主板1余量区划出一条印痕;
5按印痕将主板1沿单向带0°方向掰断,形成基准边;
6按5步骤得到的基准边铣切主板1,并钻制定位孔9;
7在工装主体7上铺贴加强片、垫板和支撑板的整体胚料;
8制作真空袋,进热压罐固化;
9拆除真空袋;
10铣切得到上加强片4、上垫板2和下加强片5、下垫板3、支撑板8,并在上加强片4和下加强片5上钻制定位孔9;
11在主板1上安装上加强片4、下加强片5的区域表面铺贴胶膜,其余位置铺贴1层脱模布;
12安装上加强片4、下加强片5,并用定位销钉6固定;
13在上加强片4、下加强片5的中间区域放置上垫板2、下垫板3。确保上垫板2、下垫板3与上加强片4、下加强片5沿主板1单向带0°方向等齐。主板1同侧的上垫板2与上加强片4,下垫板3与下加强片5间单边各留1mm~3mm 余量,用胶带固定上垫板2、下垫板3;
14在下垫板3和下加强片5一侧放置支撑板8,确保支撑板8与主板1沿单向带0°方向两边齐平,支撑板8一侧与主板1沿单向带90°方向一边齐平,另一侧与下加强片5和下垫板3间均留1mm~3mm的间隙。用胶带固定支撑板8;
15制作真空袋,进热压罐固化;
16拆除真空袋,并去除支撑板8,去除脱模布;
17使用刀片沿主板1单向带0°方向在支撑板8放置区域的主板上划出一条印痕;
18按印痕将主板1沿单向带0°方向掰断,形成基准边;
19按18步骤得到的基准边铣切主板1;
20拆除上垫板2、下垫板3,去除脱模布,得到所需试样。

Claims (5)

1.一种高精度单向带试样的制造装置,包括工装主体、主板,上加强片、下加强片,上垫板、下垫板,支撑板,定位销钉,其特征在于制造装置的8部分构成4层,由下至上依次为:工装主体;下加强片、下垫板、支撑板放置在主体工装上;主板放置在下加强片、下垫板、支撑板上;上加强片和上垫板放置在主板上,主板沿单向带90°方向的一边与上加强片、上垫板和下加强片、下垫板等齐,另一边比上加强片、上垫板和下加强片、下垫板宽10mm-50mm,主板沿单向带0°方向两边分别与对应位置处的上加强片、下加强片和支撑板等齐; 上加强片与上垫板,下加强片与下垫板间单边各留1mm-3mm的间隙。
2.根据权利要求1所述的一种高精度单向带试样的制造装置,其特征在于每块上加强片、下加强片与主板均采用4个定位销钉固定,同位置处的上加强片、下加强片的每个定位孔同轴。
3.根据权利要求2所述的一种高精度单向带试样的制造装置,其特征在于定位销钉为圆柱形,材质为聚四氟乙烯或尼龙,高度低于所在位置处加强片型面0.5mm-2mm。
4.根据权利要求1所述的一种高精度单向带试样的制造装置,其特征在于放置在主板同一侧的上加强片、上垫板由同一块试板铣切得到;下加强片、下垫板、支撑板由同一块试板铣切得到,厚度完全一致。
5.一种高精度单向带试样的制造方法,其特征在于包括以下步骤:
5-1在工装主体上逐层铺贴主板胚料;
5-2制作真空袋,进热压罐固化;
5-3拆除真空袋;
5-4使用刀片沿主板单向带0°方向在主板余量区划出一条印痕;
5-5按印痕将主板沿单向带0°方向掰断,形成基准边;
5-6按5-5步骤得到的基准边铣切主板,并钻制定位孔;
5-7在工装主体上铺贴加强片、垫板和支撑板的整体胚料;
5-8制作真空袋,进热压罐固化;
5-9拆除真空袋;
5-10铣切得到上加强片、上垫板和下加强片、下垫板、支撑板,并在上加强片和下加强片上钻制定位孔;
5-11在主板上安装上加强片、下加强片的区域表面铺贴胶膜,其余位置铺贴1层脱模布;
5-12安装上加强片、下加强片,并用定位销钉固定;
5-13在上加强片、下加强片的中间区域放置上垫板、下垫板,确保上垫板、下垫板与上加强片、下加强片沿主板单向带0°方向等齐,主板同侧的上垫板与上加强片,下垫板与下加强片间单边各留1mm~3mm余量,用胶带固定上垫板、下垫板;
5-14在下垫板和下加强片一侧放置支撑板,确保支撑板与主板沿单向带0°方向两边齐平,支撑板一侧与主板沿单向带90°方向一边齐平,另一侧与下加强片和下垫板间均留1mm~3mm的间隙; 用胶带固定支撑板;
5-15制作真空袋,进热压罐固化;
5-16拆除真空袋,并去除支撑板,去除脱模布;
5-17使用刀片沿主板单向带0°方向在支撑板放置区域的主板上划出一条印痕;
5-18按印痕将主板沿单向带0°方向掰断,形成基准边;
5-19按5-18步骤得到的基准边铣切主板;
5-20拆除上垫板、下垫板,去除脱模布,得到所需试样。
CN202011289643.4A 2020-11-17 2020-11-17 一种高精度单向带试样的制造装置和制造方法 Active CN112537048B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011289643.4A CN112537048B (zh) 2020-11-17 2020-11-17 一种高精度单向带试样的制造装置和制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011289643.4A CN112537048B (zh) 2020-11-17 2020-11-17 一种高精度单向带试样的制造装置和制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112537048A CN112537048A (zh) 2021-03-23
CN112537048B true CN112537048B (zh) 2022-05-27

Family

ID=75014133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011289643.4A Active CN112537048B (zh) 2020-11-17 2020-11-17 一种高精度单向带试样的制造装置和制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112537048B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114103165B (zh) * 2021-11-12 2023-07-21 中航西安飞机工业集团股份有限公司 一种带加强片试样的成型装置和成型方法
CN114323864A (zh) * 2021-12-31 2022-04-12 南京玻璃纤维研究设计院有限公司 加强片样式与粘贴方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140014973A (ko) * 2012-07-27 2014-02-06 한국항공우주산업 주식회사 접착 결합된 복합재료의 겹침 전단 강도를 테스트하는 방법
CN206531694U (zh) * 2016-10-26 2017-09-29 重庆重通成飞新材料有限公司 一种精准制作复合材料拉伸试件加强片粘接的装置
CN209718688U (zh) * 2019-03-05 2019-12-03 上纬新材料科技股份有限公司 一种复合材料标准试样的制作工装
WO2020109395A1 (de) * 2018-11-29 2020-06-04 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zur herstellung eines prüfkörpers

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140014973A (ko) * 2012-07-27 2014-02-06 한국항공우주산업 주식회사 접착 결합된 복합재료의 겹침 전단 강도를 테스트하는 방법
CN206531694U (zh) * 2016-10-26 2017-09-29 重庆重通成飞新材料有限公司 一种精准制作复合材料拉伸试件加强片粘接的装置
WO2020109395A1 (de) * 2018-11-29 2020-06-04 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zur herstellung eines prüfkörpers
CN209718688U (zh) * 2019-03-05 2019-12-03 上纬新材料科技股份有限公司 一种复合材料标准试样的制作工装

Also Published As

Publication number Publication date
CN112537048A (zh) 2021-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112537048B (zh) 一种高精度单向带试样的制造装置和制造方法
CN108891097B (zh) 一种蜂窝夹芯板成型方法
US20040217497A1 (en) Triple purpose lay-up tool
CN206440514U (zh) 一种制作结构胶拉剪测试件的装置
KR101856269B1 (ko) 신속한 복합재 보수 기판공구와 그 방법
CN111272542A (zh) 一种复合材料t型接头拉脱试验装置
CN111113958B (zh) 一种长桁的定位方法及加筋壁板
CN111572053B (zh) 一种复合材料测试样条的加工方法
CN112067400A (zh) 一种三维纺织复合材料拉伸和压缩试样制备装置和方法
CN112735264B (zh) 制造显示装置的方法及由该方法制造的显示装置
CN207138932U (zh) 一种碳纤维复合材料制孔夹具及应变测量传感器定位模板
CN113720681B (zh) 一种整体式拉压垫曲面画线板、设计方法及使用方法
CN213672017U (zh) 一种用于飞机制造的长桁工装
CN217669363U (zh) 基材画线治具
CN114103165B (zh) 一种带加强片试样的成型装置和成型方法
JPWO2016024446A1 (ja) フレキソ印刷版の製造方法、および液晶表示素子の製造方法
CN206709754U (zh) 一种3d打印零件尺寸的检验装置
CN109631773A (zh) 一种基于成型模的复合材料零件气动面型面检测方法
CN113970470A (zh) 一种复合材料拉剪试体粘接工装及粘接方法
CN216506848U (zh) 一种定位反射面蒙皮方向的模具结构件
CN215931512U (zh) 一种用于夹层结构平面拉伸测试的工装
CN219486826U (zh) 一种车载曲面盖板贴合模具
CN220517727U (zh) 一种辅助复合材料筋条胶接定位的复合材料卡板
CN217716237U (zh) 胶直径开放辅助测试治具
CN215244050U (zh) 一种家具设计画图建模装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant