CN114368170A - 一种飞机货桥桥体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种飞机货桥桥体的制造方法,包括按复合材料结构设计思路优化金属货货桥桥体,在保证其外形不变的基础上更改内部结构,减少斜加强筋,增加直加强筋,将货桥桥体内部空腔用PVC塑料填满,上下面板及所有加强筋为碳纤维复合材料。其制造方法是按复合材料货桥桥体采用五轴数控加工中心完成内部PVC塑料铣切;然后上下面板及加强筋尺寸要求完成碳纤维预浸料裁剪,按上下面板及加强筋厚度要求完成铺贴,将铺贴好的毛坯进热压罐固化成型,并完成脱模;通过采用以上方案,对于保证货桥桥体的强度具有极大的促进作用;同时货桥桥体内部空腔用PVC塑料填满,有效地减轻货桥桥体的整体质量。
Description
技术领域
本发明涉及飞机货桥的制造领域,具体为一种飞机货桥桥体的制造方法。
背景技术
由于电商全面普及,航空货运量逐年增长,航空货运公司对货桥桥体的要求越来越高,由原来仅对强度有要求,到目前需重量轻、强度高且耐腐蚀。
发明内容
本发明在现有技术的基础上,通过对货桥桥体进行更进一步的结构设计,尤其是在对货桥桥体加工方案的改进,提高货桥桥体强度性能的同时,减轻整体的重量。
本发明提供的技术方案具体如下:
一种飞机货桥桥体的制造方法,具体的步骤如下:
A.制作呈平板结构的胶接夹具;
B.根据预设的尺寸结构铣切PVC泡沫;
C.碳纤维预浸料下料;
D.对胶接模具进行加热,按照上面板的厚度要求进行铺贴,从而形成上面板;
E.在PVC泡沫上按照加强筋的厚度进行铺贴,以形成支撑部;
F.将步骤D中完成的上面板和步骤E中完成的支撑部进行合模,同时对其中的缝隙采用单向纤维填实;
G.按照下面板的厚度要求进行铺贴,从而形成下面板;
H.在完成铺贴的毛坯上依次铺脱模布、隔离膜、匀压板、透气毡和真空袋,并用密封胶带密封;
I.将步骤H中的毛坯放入热压罐胶结固化,达到预设的条件之后,取出产品,室温放置2h开封脱模。
进一步的,所述胶接夹具由45号钢铣切而成,包括面板、空腔心膜和型面卡板;所述胶接夹具的工作表面粗糙度为Ra1.6,所述面板上刻有端面线。
进一步的,在进行步骤D之前,使用丙酮擦洗胶接夹具的工作面,确保表面清洁、无油污;在清洁好的工作面表面涂刷脱模剂至少3次,每次干燥10min。
进一步的,步骤C中,采用人工或自动裁床进行碳纤维预浸料下料,下料尺寸按桥体外形尺寸,预浸料下料过程中不得折叠、架空。
进一步的,步骤D、E、G中,要求铺贴过程中对接宽度不大于1.5mm,并且每层对接缝错开25mm以上,织物预浸料角度公差控制在5°;单向预浸料角度公差控制在3°;同时在第一层铺贴完成后进行抽真空预压实;后每10层进行一次预压实。
进一步的,在步骤H中,密封胶带密封后对真空袋进行抽真空,抽真空到-0.092MPa,放置10分钟,真空袋内真空泄露不能超过0.017MP。
进一步的,步骤I中的固化的设置参数为:真空袋抽真空至-0.092MPa,向罐内加压至0.2MPa;以不大于3℃/min升温速率升温至125℃;保温3小时;保温完成后,以不大于3℃/min降温,降温至70℃以下;以不大于0.01MPa的速度将罐内压力卸载至0。
采用本技术方案所达到的有益效果为:
本方案中,按照复合材料的结构设计思路优化金属货桥桥体,尤其是设计呈异形结构的PVC泡沫,完成在PVC泡沫上进行加强筋的铺贴,从而达到减少斜加强筋,增加直加强筋的目的,对于保证货桥桥体的强度具有极大的促进作用;同时货桥桥体内部空腔用PVC塑料填满,有效地减轻货桥桥体的整体质量。
附图说明
图1为货桥桥体未填充PVC泡沫时的立体结构图。
图2为货桥桥体未填充PVC泡沫时的平面图。
图3为完整货桥桥体的平面图。
图4为其中一个PVC泡沫结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
本实施例提供了一种飞机货桥桥体的制造方法,具体是采用复合材料结构设计思路优化金属货货桥桥体,在保证其外形不变的基础上更改内部结构,减少斜加强筋,增加直加强筋,将货桥桥体内部空腔用PVC塑料填满,上下面板及所有加强筋均采用碳纤维复合材料;通过采用以上工艺的设计,使得最终提供的货桥桥体强度高、耐腐蚀并且相比于传统的货桥桥体的重量减少了一倍。
本方案中,按复合材料结构设计思路优化金属货货桥桥体,在保证其外形不变的基础上更改内部结构,减少斜加强筋,增加直加强筋;并且将货桥桥体内部空腔用PVC泡沫塑料填满。
参见图1-图4,这里的货物桥桥体的组成可以概括为上面板10、支撑部(包括PVC泡沫21和加强筋22)和下面板30,其中,上下面板及所有加强筋为均为碳纤维复合材料。其中上下面板厚度为4mm,直加强筋厚度为3mm,斜加强筋为2mm;同时本方案中对于货桥桥体的制造工艺采用分别铺贴的方式,这是因为由于本方案提供的桥体长度为2.4m,且空腔为异型结构,如采用传统的整体注模的方式成型将导致无法脱模的情况出现。
下面对货桥桥体的具体制造的步骤做详细地介绍:
第一步:制作胶接夹具,这里的胶接夹具呈平板结构;胶接夹具由45号钢铣切而成,包括面板、空腔心膜和型面卡板;并且胶接夹具的工作表面粗糙度为Ra1.6,用以保证气密性;在面板上刻有端面线。
第二步.根据预设的尺寸结构铣切PVC泡沫;当然,为了保证PVC泡沫加工精度,按图纸要求采用五轴数控加工中心铣切九件PVC泡沫。
第三步.碳纤维预浸料下料;采用人工或自动裁床进行碳纤维预浸料下料,下料尺寸按桥体外形尺寸,预浸料下料过程中不得折叠、架空。
需要说明的是,这里在使用胶接夹具之前,使用丙酮擦洗胶接夹具的工作面,确保表面清洁、无油污;在清洁好的工作面表面涂刷脱模剂至少3次,每次干燥10min;为防止脱模剂无法全部覆盖夹具,在涂刷脱模剂时,至少涂刷三次,涂刷过程由于脱模剂含有挥发物质,因此需晾干后再次涂刷。
第四步.对胶接模具进行加热,按照上面板的厚度要求进行铺贴,从而形成上面板;为增加产品强度,要求对接宽度不大于1.5mm,这里的对接宽度具体是指每一次铺贴的宽度,因为整体桥体长度为2.4m,所以需要进行分段铺贴;每层铺贴的厚度在0.125~0.2mm之间,每层对接缝错开25mm以上,织物预浸料角度公差控制在5°;单向预浸料角度公差控制在3°;并且为使铺贴预浸料充分压实,第一层铺贴完成后进行抽真空预压实;后每10层进行一次预压实。
第五步.在PVC泡沫上按照加强筋的厚度进行铺贴,以形成支撑部;可以理解为,在九块PVC泡沫上分别进行铺贴,从而形成带有斜加强筋和直加强筋的PVC泡沫,为了便于理解,这里将带有加强筋的PVC泡沫统称为支撑部。
同样的,为增加产品强度,在PVC泡沫进行铺贴时,要求对接宽度不大于1.5mm,每层对接缝错开25mm以上,织物预浸料角度公差控制在5°;单向预浸料角度公差控制在3°;并且为使铺贴预浸料充分压实,第一层铺贴完成后进行抽真空预压实;后每10层进行一次预压实。
第六步 将第四步中完成的上面板和第五步中完成的支撑部进行合模,按桥体外形尺寸进行组装,同时对其中的缝隙采用单向纤维填实。
第七步.按照下面板的厚度要求进行铺贴,为增加产品强度,要求对接宽度不大于1.5mm,每层对接缝错开25mm以上,织物预浸料角度公差控制在5°;单向预浸料角度公差控制在3°;为使铺贴预浸料充分压实,第一层铺贴完成后进行抽真空预压实;后每10层进行一次预压实从而形成下面板。
第八步.在完成铺贴的毛坯上依次铺脱模布、隔离膜、匀压板、透气毡和真空袋,并用密封胶带密封,为防止真空袋出现漏气,在完成后抽真空到-0.092MPa,放置10分钟,保证真空袋内真空泄露不能超过0.017MP。
第九步.将真空检查好的毛坯放入热压罐胶结固化,固化过程为:抽真空至-0.092MPa,向罐内加压至0.2MPa;以不大于3℃/min升温速率升温至125℃;保温3小时;保温完成后,以不大于3℃/min降温,降温至70℃以下;以不大于0.01MPa的速度将罐内压力卸载至0。开门罐门,取出产品,室温放置2h开封脱模。
需要说明的是,实际碳纤维复合材料固化压力为0.6MPa,但由于pvc泡沫芯在高温下承受压力为0.3MPa,因此本方案选用固化压力为0.2MPa,并全程抽真空。
本方案通过采用以上工艺方案,按照复合材料的结构设计思路优化金属货桥桥体,尤其是设计呈异形结构的PVC泡沫,完成在PVC泡沫上进行加强筋的铺贴,从而达到减少斜加强筋,增加直加强筋的目的,对于保证货桥桥体的强度具有极大的促进作用;同时货桥桥体内部空腔用PVC塑料填满,有效地减轻货桥桥体的整体质量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种飞机货桥桥体的制造方法,其特征在于,具体的步骤如下:
A.制作呈平板结构的胶接夹具;
B.根据预设的尺寸结构铣切PVC泡沫(21);
C.碳纤维预浸料下料;
D.对胶接模具进行加热,按照上面板(10)的厚度要求进行铺贴,从而形成上面板(10);
E.在PVC泡沫(21)上按照加强筋(22)的厚度进行铺贴,以形成支撑部;
F.将步骤D中完成的上面板(10)和步骤E中完成的支撑部进行合模,同时对其中的缝隙采用单向纤维填实;
G.按照下面板(30)的厚度要求进行铺贴,从而形成下面板(30);
H.在完成铺贴的毛坯上依次铺脱模布、隔离膜、匀压板、透气毡和真空袋,并用密封胶带密封;
I.将步骤H中的毛坯放入热压罐胶结固化,达到预设的条件之后,取出产品,室温放置2h开封脱模。
2.根据权利要求1所述的一种飞机货桥桥体的制造方法,其特征在于,所述胶接夹具由45号钢铣切而成,包括面板、空腔心膜和型面卡板;所述胶接夹具的工作表面粗糙度为Ra1.6,所述面板上刻有端面线。
3.根据权利要求2所述的一种飞机货桥桥体的制造方法,其特征在于,在进行步骤D之前,使用丙酮擦洗胶接夹具的工作面,确保表面清洁、无油污;在清洁好的工作面表面涂刷脱模剂至少3次,每次干燥10min。
4.根据权利要求1所述的一种飞机货桥桥体的制造方法,其特征在于,步骤C中,采用人工或自动裁床进行碳纤维预浸料下料,下料尺寸按桥体外形尺寸,预浸料下料过程中不得折叠、架空。
5.根据权利要求1所述的一种飞机货桥桥体的制造方法,其特征在于,步骤D、E、G中,要求铺贴过程中对接宽度不大于1.5mm,并且每层对接缝错开25mm以上,织物预浸料角度公差控制在5°;单向预浸料角度公差控制在3°;同时在第一层铺贴完成后进行抽真空预压实;后每10层进行一次预压实。
6.根据权利要求1所述的一种飞机货桥桥体的制造方法,其特征在于,在步骤H中,密封胶带密封后对真空袋进行抽真空,抽真空到-0.092MPa,放置10分钟,真空袋内真空泄露不能超过0.017MP。
7.根据权利要求1所述的一种飞机货桥桥体的制造方法,其特征在于,步骤I中的固化的设置参数为:真空袋抽真空至-0.092MPa,向罐内加压至0.2MPa;以不大于3℃/min升温速率升温至125℃;保温3小时;保温完成后,以不大于3℃/min降温,降温至70℃以下;以不大于0.01MPa的速度将罐内压力卸载至0。
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