工字型截面复合材料结构件的成型方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103496179103496179A(43)申请公布日2014.01.08(21)申请号201310469969.9(22)申请日2013.10.10(71)申请人航天海鹰（镇江）特种材料有限公司地址212132江苏省镇江市镇江新区培山路86号(72)发明人杨琨左扬周娴黄毅马秀菊(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人柏尚春(51)Int.Cl.B29C70/44(2006.01)B29C70/54(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图2页附图2页(54)发明名称工字型截面复合材料结构件的成型方法(57)摘要本发明公开了一种工字型截面复合材料结构件的成型方法，以金属假件和成型模具来成型玻璃纤维增强的硅橡胶气囊，在以该气囊为芯模与成型模具结合，成型复合材料的结构件。本发明的优点是：通过硅橡胶气囊成型结构件，第一是气囊壁薄，传热性较好，结构件与边缘的温度梯度较小，保证成型后的结构件的内部质量，第二是气囊表面的硅橡胶具有弹性，起到均压垫的作用，成型后零件表面质量较好，第三是硅橡胶气囊结合气囊自身的盒状结构，同时在工字梁结构件两端通过硅橡胶连体，气囊结构刚度较大，保证腹板成型的位置和尺寸精度，第四是气囊可重复使用，再次制造方便，有效降低了生产成本；整个成型方法对结构件的腹板与缘条均匀施压，而且与罐压相等。CN103496179ACN1034967ACN103496179A权利要求书1/1页1.一种工字型截面复合材料结构件的成型方法，其特征在于包括以下步骤：（1）制造与工字型截面结构件外形完全一致的金属假件以及相匹配的带有四周挡板的成型模具，所述挡板上开设气孔；（2）以所述金属假件与所述成型模具所形成的带型面腔体，成型玻璃纤维增强的硅橡胶气囊，将金属假件、成型模具、硅橡胶气囊封装固化；（3）以所述硅橡胶气囊为芯模，与所述成型模具结合，成型复合材料的工字型截面结构件；（4）脱模拆除所述成型模具，取出制得的工字型截面结构件。2.根据权利要求1所述的工字型截面复合材料结构件的成型方法，其特征在于：所述气孔在所述成型模具的一组对边挡板上同时开设。3.根据权利要求1所述的工字型截面复合材料结构件的成型方法，其特征在于：脱模后，所述硅橡胶气囊重复使用。4.根据权利要求1所述的工字型截面复合材料结构件的成型方法，其特征在于：所述玻璃纤维增强的硅橡胶气囊由中间的玻璃纤维加强层以及两侧的硅橡胶层构成。2CN103496179A说明书1/3页工字型截面复合材料结构件的成型方法技术领域[0001]本发明涉及一种工件的成型方法，特别是一种工字型截面复合材料结构件的成型方法。背景技术[0002]先进树脂基复合材料是适应航空、航天等高科技领域的需要而发展起来的一种高性能复合材料，具有比强度高、比刚度高、可设计性强、抗疲劳断裂性能好、耐腐蚀、尺寸稳定性好等优越的性能。其中热压罐工艺具有温度和压力均匀，对于不同材料、外形、尺寸及结构的零件具有很好的适应性，形体尺寸稳定性好等优点，成为了研究和制造航空航天高品质复合材料结构件的主要工艺方法之一。[0003]先进树脂基复合材料结构件的成型工艺包含三个基本要素：赋形、浸渍和固化。目前热压罐工艺中，赋形通过模具型面和固化过程中的热压罐的压力完成，浸渍在原材料（预浸料）的复合浸渍生产过程中完成，固化通过罐内加热与保温完成。[0004]工字梁是复合材料结构件中比较典型的结构，包含盒段、长桁以及变截面梁等结构形式。[0005]常见的基于热压罐工艺的成型方法包括芯模成型法与管状真空袋成型法。[0006]芯模成型法的芯模可以是金属、膨胀橡胶、可溶性芯模，该方法得到的工字梁，共同的缺点是由于芯模自身的刚度作用，工字梁腹板处的压力难以做到均匀和精确，对于大型的工字梁结构，由于芯模的热传递将导致结构件内部温度的滞后，从而影响成型质量。此外，金属芯模和膨胀橡胶芯模在变截面工字梁的情况下难以脱模，而可溶性芯模为一次性使用，成本较高。[0007]管状真空袋成型法需要的管状真空袋是使用密封胶条将普通的真空袋薄膜粘接形成筒状结构，或在真空袋薄膜制备过程中直接吹塑成型为筒状结构。前者可以根据不同尺寸的结构进行粘接，但由于密封胶条的使用使其应用于封闭结构时不易保证其内部的密封性；后者一旦成型便具有固定的周长，适合成型工字梁盒段，在工字型长桁和变截面工字梁的成型方面存在外形尺寸上的局限性。此外，受限于真空袋自身的特性，如果工字梁缘条内表面及腹板表面有较高的精度要求，使用管状真空袋难以达到要求。发明内容[0008]发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种工字型截面复合材料结构件的成型方法，够均