一种热塑性复合材料网格结构件的成型方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115847855A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211544372.1(22)申请日2022.12.04(71)申请人航天材料及工艺研究所地址100076北京市丰台区南大红门路1号(72)发明人张建宝沈登雄刘永佼左小彪王俊锋刘伟孙文文周子玥(51)Int.Cl.B29C70/30(2006.01)B29C70/54(2006.01)B29L31/60(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种热塑性复合材料网格结构件的成型方法(57)摘要本申请实施例中提供了一种热塑性复合材料网格结构件的成型方法，制造与待成型热塑性网格结构件相对应的辅助成型装置；分切预浸带得到预浸丝；进行网格筋条的铺放成型，不同方向筋条等厚度交替铺放，在节点区域进行打断处理；直至网格筋条中的预浸丝铺层达到预定高度；调节辅助成型装置的高度，使网格筋条与辅助成型装置的高度偏差大于或等于预设偏差值；对网格筋条进行超声辊去应力后处理操作，并进行辅助支撑，再次对半成品构件进行超声辊去应力后处理操作。相对于热固性网格结构，对模具、热压罐等高成本工艺装备需求降低，有利于制造成本降低；实现网格舱段高效高质量制造，大幅度提高构件复合材料的成型质量和成型效率，经济和社会效益前景可观。CN115847855ACN115847855A权利要求书1/2页1.一种热塑性复合材料网格结构件的成型方法，其特征在于，包括：(1)制造与待成型热塑性网格结构件相对应的辅助成型装置；(2)制备预浸带，分切所述预浸带得到预定宽度的预浸丝；(3)采用热塑性复合材料自动铺放设备，将预浸丝逐层铺放在所述辅助成型装置中，进行网格筋条的铺放成型，不同方向筋条等厚度交替铺放，在节点区域进行打断处理；(4)重复步骤(3)，直至网格筋条中的预浸丝铺层达到预定高度；(5)调节所述辅助成型装置的高度，使网格筋条与所述辅助成型装置的高度偏差大于或等于预设偏差值；(6)重复步骤(3)～(5)，直至网格筋条高度达到设计值；(7)对网格筋条进行超声辊去应力后处理操作；(8)判断待成型热塑性网格结构件是否具有蒙皮，若不具有蒙皮，则执行步骤(10)；若有蒙皮，则增加辅助成型工装，按设定的铺层顺序进行预浸丝自动铺放成型构件蒙皮；(9)对所得构件进行辅助支撑，并再次对所得构件进行超声辊去应力后处理操作；(10)对所得产物进行打磨及去飞边，得到热塑性复合材料网格结构件。2.根据权利要求1所述的热塑性复合材料网格结构件的成型方法，其特征在于，所述预定宽度为网格筋条宽度的1/n(n为≥1的整数)。3.根据权利要求1所述的热塑性复合材料网格结构件的成型方法，其特征在于，所述步骤(3)的在节点区域进行打断处理，具体包括：将两向或多向预浸丝交叉铺放的节点处多余的预浸丝厚度去除，仅使某一方向的预浸丝保持连续，节点处剩余的预浸丝厚度与单向筋条处的厚度一致。4.根据权利要求1所述的热塑性复合材料网格结构件的成型方法，其特征在于，所述步骤(3)之后，所述方法还包括：当网格筋条的节点之间的长度小于或等于120mm时，通过超声焊接成型。5.根据权利要求1所述的热塑性复合材料网格结构件的成型方法，其特征在于，所述步骤(4)中，预浸丝铺层达到预定高度为网格筋条的铺放高度达到所述辅助成型装置的高度差极限值，所述高度差极限值为1mm～5mm。6.根据权利要求1所述的热塑性复合材料网格结构件的成型方法，其特征在于，所述步骤(7)中，所述对网格筋条进行超声辊去应力后处理操作，具体包括：通过超声压实辊进行辊压压实，并将使预浸丝铺层的辊压部位在沿超声施加方向上全厚度受热升温至预设温度。7.根据权利要求1所述的热塑性复合材料网格结构件的成型方法，其特征在于，所述预浸带为PPS、PEEK或PEKK高性能热塑性复合材料。8.根据权利要求1所述的热塑性复合材料网格结构件的成型方法，其特征在于，所述步骤(9)，所述超声辊去应力后处理操作，具体包括：通过超声压实辊进行辊压压实，并在高温烘箱中与热处理工艺相结合进行高温处理。9.根据权利要求8所述的热塑性复合材料网格结构件的成型方法，其特征在于，所述步骤(7)后，所述方法还包括：预浸丝铺层允许对模具进行预热。10.一种热塑性网格结构件，其特征在于，采用权利要求1‑9任一项所述的一种热塑性2CN115847855A权利要求书2/2页复合材料网格结构件的成型方法成型。3CN115847855A说明书1/6页一种热塑性复合材料网格结构件的成型方法技术领域[0001]本申请涉及复合材料制造技术领域，具体地，涉及一种热塑性复合材料网格结构件的成型方法。背景技术[0002]针对热塑性自动铺放技术已经进行多年研究，在材料、铺放工艺、加热