CN114919241B - 一种适用于含有大厚度纸蜂窝的盒状复合材料成型工艺 - Google Patents

Abstract

提供了一种适用于含有大厚度纸蜂窝的盒状复合材料成型工艺，依次包括以下步骤：S1、外蒙皮铺设；S2、外周薄纸蜂窝铺放；S3、第一次真空袋压；S4、第一次固化；S5、大厚度纸蜂窝铺放；S6、内蒙皮铺设；S7、第二次真空带压；S8、第二次固化；步骤S1‑S4为第一周期：先成型外蒙皮以及薄纸蜂窝，保证产品侧边有足够的成型压力，刷环氧发泡胶以保证厚度方向能与外蒙皮有效粘接；余下的为第二周期：在大厚度纸蜂窝厚度方向刷上环氧发泡胶，然后将其置于薄纸蜂窝围成的空间底部，环氧发泡胶保证大厚度纸蜂窝与薄纸蜂窝有效粘接，无空隙产生。本发明能显著提升复合材料各结合面的力学性能。

Description

一种适用于含有大厚度纸蜂窝的盒状复合材料成型工艺

技术领域

本发明总体地涉及复合材料成型工艺技术领域，具体涉及一种适用于含有大厚度纸蜂窝的盒状复合材料成型工艺。

背景技术

在传统复合材料成型工艺中，纸蜂窝夹芯是一种很常规也很普遍的成型工艺结构。

对于盒状复合材料产品来说，特别是使用层厚比较大、密度很高的纸蜂窝作为夹芯时，其成型难度陡然增加：关键点在于平铺的大厚度纸蜂窝在厚度方向与蒙皮的成型结合面(即大厚度纸蜂窝的厚度方向与其***结构的结合处)质量达不到要求，常会出现空鼓架桥等现象。因为对于盒状复合材料，除了使用大厚度纸蜂窝作为复合材料长宽方向的夹心层，还需要薄纸蜂窝用于复合材料边缘结构的夹心层，即边缘结构高出中间部分使复合材料整体形成盒状结构。

尤其是对于大尺寸的盒状复合材料，即复合材料的长宽尺寸在宽大于2米，长度大于4米的情况下：由于复合材料整体尺寸大，且选用的纸蜂窝厚度大、密度高，本领域对含有大厚度纸蜂窝的大尺寸凹槽型复合材料的常规成型工艺是按常用阴模预浸料成型方法进行成型，步骤基本为外蒙皮铺设-纸蜂窝铺放(先铺放大厚度纸蜂窝，再在其周边上方铺放薄纸蜂窝)-内蒙皮铺设-真空带压-固化。这样的产品成型出来之后在大厚度纸蜂窝厚度方向由于没有固定的压力，导致大厚度蜂窝厚的度方向部分的蒙皮与大厚度纸蜂窝粘接不充分，产生空鼓、缺胶和架桥等现象。

另外，由于纸蜂窝密度高，它的延展性能很差，不能像低密度的纸蜂窝那样可以随意填充缝隙，由此带来的结果在纸蜂窝厚度方向会产生填充不到位的现象，对产品的力学性能造成很大的危害。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于含有大厚度纸蜂窝的盒状复合材料成型工艺，它能优化现有成型工艺，使成型出来的产品能够有效解决厚纸蜂窝厚度方向的成型缺陷，保证产品的结构力学强度。

本发明的技术方案是，一种适用于含有大厚度纸蜂窝的盒状复合材料成型工艺，依次包括以下步骤：

S1、外蒙皮铺设；

S2、外周薄纸蜂窝铺放；

S3、第一次真空袋压；

S4、第一次固化；S5、大厚度纸蜂窝铺放；

S6、内蒙皮铺设；

S7、第二次真空带压；

S8、第二次固化；

所述大厚度纸蜂窝是指厚度大于20mm的纸蜂窝；

所述薄纸蜂窝是指厚度低于所述大厚度纸蜂窝的纸蜂窝。

进一步的，上述步骤S1中，外蒙皮铺设的方法为，外蒙皮整体形成盒状结构，底部尺寸与复合材料设计长宽尺寸相同，外周高度与复合材料的最大设计高度相同。

进一步的，上述步骤S2中的薄纸蜂窝是指厚度在10mm以下范围的纸蜂窝；所述薄纸蜂窝铺设于外蒙皮的整个高度内侧。

进一步的，上述步骤S2中，所述薄纸蜂窝铺设之前，在其与外蒙皮的结合面刷环氧发泡胶以保证外蒙皮与薄纸蜂窝粘接形成整体。

进一步的，上述步骤S5中，大厚度纸蜂窝的长宽尺寸分别等于复合材料设计的长宽尺寸减去盒边缘尺寸的两倍，所述盒边缘尺寸为外蒙皮与薄纸蜂窝厚度之和。

进一步的，上述步骤S5中，所述大厚度纸蜂窝铺设于外蒙皮底面上且在薄纸蜂窝围成的空间内；在大厚度纸蜂窝铺设之前，在其与薄纸蜂窝的结合面刷环氧发泡胶，以使大厚度纸蜂窝与薄纸蜂窝的整体成型。

进一步的，上述大厚度纸蜂窝是指厚度不低于35mm的纸蜂窝。

进一步的，上述大厚度纸蜂窝的密度≥96kg/m³。

本发明的先进性在于：

1)本发明通过调整盒状复合材料的成型工艺、铺层顺序以及固化次数，传统成型方法是一次固化，本发明通过增加一次中间固化，来提高产品蒙皮的成型质量，提高纸蜂窝厚度方向蒙皮的成型质量。

2)本发明通过先再外蒙皮内侧整体铺设薄纸蜂窝，使产品外周方向得到整体支撑，能够保证产品外周各个表面的成型质量，然后再铺设厚纸蜂窝，使薄纸蜂窝的支撑得到加固和增强，随着产品成型质量的提升，产品的力学性能自然而然得以保证；

3)本发明通过增强大厚度纸蜂窝与***的结合，减少了后续不必要的返修工时，降低了产品的人工成本。

附图说明

从下面结合附图对本发明实施例的详细描述中，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得更加清楚并更容易理解，其中：

图1为本发明大尺寸凹槽型复合材料的外形示意图；

图2为现有技术中含有大厚度纸蜂窝的大尺寸凹槽型复合材料成型工艺示意图；

图3为本发明实施例中含有大厚度纸蜂窝的大尺寸凹槽型复合材料成型工艺中外周薄纸蜂窝铺设之后的示意图；

图4为本发明实施例中含有大厚度纸蜂窝的大尺寸凹槽型复合材料成型工艺中复合材料成型完成之后的示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

对比例1

一种大型盒类复合材料产品的成型工艺，如图一所示，产品采用复合材料蒙皮纸蜂窝夹芯，四个立边的厚度为10mm，底部厚度为36mm。产品***尺寸为5000×3000×80mm，由于产品较大，所选用的纸蜂窝为高密度纸蜂窝，硬度硬，随型性差。按照常规方式成型的铺层结构为图2所示，为一个周期一体固化成型工艺：先铺外蒙皮，铺放好后铺36mm厚度的纸蜂窝，纸蜂窝通过机床进行裁切，现常规方法是在纸蜂窝铺放好后，在厚度方向刷环氧发泡胶，随后铺侧边的10mm厚的薄纸蜂窝，最后铺内蒙皮。这样成型出来的效果就是在36mm厚纸蜂窝刷环氧发泡胶的部分由于发泡胶的膨胀压力不足以撑起蒙皮，使得这部分的蒙皮成型质量差，出现空鼓缺胶以及架桥等缺陷。

实施例1

一种适用于含有大厚度纸蜂窝的盒状复合材料成型工艺，可分为两个周期：

第一周期先成型外蒙皮以及10mm厚的薄纸蜂窝，保证产品侧边有足够的成型压力，在10mm厚度的薄纸蜂窝与外蒙皮的结合面刷环氧发泡胶，保证厚度方向能与外蒙皮有效粘接，铺层效果如图3所示，随后进行第一次真空袋压和固化；

第二周期成型36mm厚的大厚度纸蜂窝以及内蒙皮：该周期成型主要是在36mm厚的大厚度纸蜂窝厚度方向刷上环氧发泡胶，然后将其置于薄纸蜂窝围成的空间底部，环氧发泡胶保证大厚度纸蜂窝与薄纸蜂窝有效粘接，无空隙产生。铺层图如4所示，随后进行第二次真空袋压和固化。

然后进行其他成型工艺。

本发明优化后的成型工艺，使成型出来的产品能够有效解决厚纸蜂窝厚度方向的成型缺陷，保证产品的结构力学强度。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种适用于含有大厚度纸蜂窝的盒状复合材料成型工艺，其特征在于，依次包括以下步骤：

S1、外蒙皮铺设；

S2、外周薄纸蜂窝铺放；

S3、第一次真空袋压；

S4、第一次固化；

S5、大厚度纸蜂窝铺放；

S6、内蒙皮铺设；

S7、第二次真空带压；

S8、第二次固化；

所述薄纸蜂窝是指厚度低于所述大厚度纸蜂窝的纸蜂窝；

所述步骤S1中，外蒙皮铺设的方法为，外蒙皮整体形成盒状结构，底部尺寸与复合材料设计长宽尺寸相同，外周高度与复合材料的最大设计高度相同；

所述步骤S2中的薄纸蜂窝是指厚度在10mm以下范围的纸蜂窝；

所述薄纸蜂窝铺设于外蒙皮的整个高度内侧；

所述步骤S2中，所述薄纸蜂窝铺设之前，在其与外蒙皮的结合面刷环氧发泡胶以保证外蒙皮与薄纸蜂窝粘接形成整体；

所述大厚度纸蜂窝是指厚度不低于35mm的纸蜂窝；

所述大厚度纸蜂窝的密度≥96kg/m³；

所述步骤S5中，大厚度纸蜂窝的长宽尺寸分别等于复合材料设计的长宽尺寸减去盒边缘尺寸的两倍，所述盒边缘尺寸为外蒙皮与薄纸蜂窝厚度之和；

所述步骤S5中，所述大厚度纸蜂窝铺设于外蒙皮底面上且在薄纸蜂窝围成的空间内；

在大厚度纸蜂窝铺设之前，在其与薄纸蜂窝的结合面刷环氧发泡胶，以使大厚度纸蜂窝与薄纸蜂窝的整体成型。