夹芯结构碳纤维复合材料长桁的成型工艺的制作方法

本发明是关于碳纤维复合材料领域，特别是关于一种夹芯结构碳纤维复合材料长桁的成型工艺。

背景技术：

近年来，无人机呈井喷式发展，除了用于军事侦察、攻击等的军用无人机，各种民用无人机也发展迅速。无人机设计过程中，刚度和重量是两个非常关键的指标，是一对矛盾体，提高刚度，势必会牺牲重量，是一对矛盾体。在众多的飞机零部件中，长桁作为一种典型的重量轻、刚度高结构，主要应用于飞机的机身，动力舱等薄蒙皮部件中。碳纤维复合材料无人机的机身、动力舱为了减重，常设计为薄蒙皮结构，但设备安装在机身和动力舱内，为此需要加强机身和动力舱等关键部件的刚度，在机身蒙皮和动力舱蒙皮增加长桁，即可保证机身和动力舱等关键部件的刚度。

碳纤维复合材料长桁主要有层压结构和夹芯结构。夹芯结构长桁与层压结构长桁相比，在刚度和重量的平衡设计中，更具有优势。夹芯结构碳纤维复合材料长桁成型方式通常为ooa工艺和热压罐工艺，为降低成本，模具设计常设计为单面模具。

工艺成型过程中，常因操作空间、夹芯芯材尺寸、夹芯芯材与成型模具之间的定位、制袋技巧等各方面因素，导致夹芯架构碳纤维复合材料长桁成型后，出现夹芯芯材偏移、r角处富树脂、r角处贫胶、r角处纤维架桥等各类缺陷，造成产品无法使用。

上述存在的问题在夹芯结构碳纤维复合材料长桁的成型过程中应予以考虑，并需要解决的实际问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种夹芯结构碳纤维复合材料长桁的成型工艺，所成型的产品表面和内部质量可靠，质量稳定。

为实现上述目的，本发明提供了一种夹芯结构碳纤维复合材料长桁的成型工艺，包括以下步骤：步骤一：在夹芯芯材的表面铺覆第一预浸料组并预压实；步骤二：将第二预浸料组铺贴在长桁预成型体模具上；步骤三：将包覆有第一浸料组的夹芯芯材放置于长桁预成型体模具中规定的型腔内；步骤四：将长桁预成型体放置于平台上，铺放预压实用辅助材料组进行预压实并抽真空，使得第一预浸料组与第二预浸料组充分贴实，从而制备得到长桁预成型体；步骤五：在主体模具上铺贴第三预浸料组，将长桁预成型体及长桁预成型体模具一起固定在主体成型模具上；步骤六：将第四预浸料组沿着长桁预成型体非模具侧进行铺贴，并将r角区域的第四预浸料组压实，从而使得第四预浸料组充分填实r角区域；步骤七：在第四预浸料的表面铺贴可剥布，并充分压实；步骤八：在可剥布上依次铺放隔离膜、透气毡、真空袋膜及密封胶条，并进行抽真空制袋；以及步骤九：进行升温及固化。

在一优选的实施方式中，密封胶条粘贴于主体成型模具的四周。

在一优选的实施方式中，可剥布在r角区域采用错位双搭接的形式进行铺贴。

在一优选的实施方式中，r角区域内填充有单向带。

与现有技术相比，根据本发明的夹芯结构碳纤维复合材料长桁的成型工艺，所成型的产品表面和内部质量可靠，质量稳定。

附图说明

图1是根据本发明一实施方式的夹芯结构碳纤维复合材料长桁的成型工艺的流程示意图。

图2是根据本发明一实施方式的夹芯结构碳纤维复合材料长桁的成型工艺中夹芯芯材包覆第一预浸料组的示意图。

图3是根据本发明一实施方式的夹芯结构碳纤维复合材料长桁的成型工艺中长桁预成型体制备的示意图。

图4是根据本发明一实施方式的夹芯结构碳纤维复合材料长桁的成型工艺中制袋及固化的示意图。

主要附图标记说明：

1-夹芯芯材，2-第一预浸料组，3-第二预浸料组，4-预压实用辅助材料组，5-密封胶条，6-平台，7-长桁预成型体模具，8-第三预浸料组，9-第四预浸料组，10-主体成型模具，11-可剥布，12-透气毡，13-隔离膜，14-真空袋膜。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1至图4所示，图1是根据本发明一实施方式的夹芯结构碳纤维复合材料长桁的成型工艺的流程示意图；图2是根据本发明一实施方式的夹芯结构碳纤维复合材料长桁的成型工艺中夹芯芯材的结构示意图；图3是根据本发明一实施方式的夹芯结构碳纤维复合材料长桁的成型工艺中长桁预成型体模具的结构示意图；图4是根据本发明一实施方式的夹芯结构碳纤维复合材料长桁的成型工艺中主体模具的结构示意图。

根据本发明优选实施方式的一种夹芯结构碳纤维复合材料长桁的成型工艺，包括以下步骤：步骤一：在夹芯芯材1的表面铺覆第一预浸料组2并预压实；步骤二：将第二预浸料组3铺贴在长桁预成型体模具7上；步骤三：将包覆有第一浸料组的夹芯芯材1放置于长桁预成型体模具7中规定的型腔内；步骤四：将长桁预成型体放置于平台6上，铺放预压实用辅助材料组4进行预压实并抽真空，使得第一预浸料组2与第二预浸料组3充分贴实，从而制备得到长桁预成型体；步骤五：在主体模具上铺贴第三预浸料组8，将长桁预成型体及长桁预成型体模具7一起固定在主体成型模具10上；步骤六：将第四预浸料组9沿着长桁预成型体非模具侧进行铺贴，并将r角区域的第四预浸料组9压实，从而使得第四预浸料组9充分填实r角区域；步骤七：在第四预浸料的表面铺贴可剥布11，并充分压实；步骤八：在可剥布11上依次铺放隔离膜13、透气毡12、真空袋膜14及密封胶条5，并进行抽真空制袋；以及步骤九：进行升温及固化。

在一优选的实施方式中，密封胶条5粘贴于主体成型模具10的四周；可剥布11在r角区域采用错位双搭接的形式进行铺贴；r角区域内填充有单向带。

在实际应用中，在事先加工好的夹芯芯材1的表面铺覆第一预浸料组2，铺贴完毕之后，预压实，使第一预浸料组2与夹芯芯材1贴实。

如图3所示，在长桁预成型体模具7铺贴第二预浸料组3，将包覆有第一预浸料组2的夹芯芯材1放置在长桁预成型体模具7规定的型腔内，并整体放置在平台6上，在平台6的四周粘贴密封胶条5，然后铺放预压实用辅助材料组4，抽真空，预压实15分钟至30分钟，使得第一预浸料组2与第二预浸料组3充分贴实，制备长桁预成型体。

在制备长桁预成型体的同时，在主体模具上铺贴第三预浸料组8，将制备好的长桁预成型体连同预制体成型模具固定在主体成型模具10上面，在r角处(r角区域)填充少量单向带，然后将第四预浸料组9沿着长桁预成型体非模具侧进行铺贴，使用铺贴工具将r角处(r角区域)的第四预浸料组9压实，使第四预浸料组9充分填实r角区域。

所有预浸料组铺贴完毕之后，首先在预浸料表面铺贴可剥布11，r角处的可剥布11采取错位双搭接的形式进行铺贴，并使用刮板充分压实，然后依次铺放隔离膜13、透气毡12，透气毡12作为导气介质，在非r角区域与可剥布11连接，形成导气通路。

在主体成型模具10四周贴密封胶条5，使用真空袋膜14密封整体真空系统，抽真空。在抽真空过程中，使用刮板压实r角处的材料，防止可剥布11、隔离膜13、真空袋膜14架桥，按照预浸料的固化制度，升温、固化。

总之，本发明的夹芯结构碳纤维复合材料长桁的成型工艺，在夹芯材料外包覆预浸料之后，使用成型模具对包覆的夹芯材料进行预定型，同时在制袋过程中，对r角处的脱模布进行搭接处理，使用脱模布作为导气介质，避免固化过程中，r角处发生架桥，固化后产品表面出现富树脂或者缺胶的质量问题。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。