采用真空辅助树脂扩散成型工艺制作发射箱端盖的方法与流程

本发明涉及一种成型方法，尤其是涉及一种采用真空辅助树脂扩散成型工艺制作发射箱端盖的方法。

背景技术：

快速发射技术是导弹武器系统的发展趋势。目前我国大部分型号的导弹均采用发射箱(筒)技术，替代了原有的裸弹发射，有效的提高了抗干扰性能以及发射的命中率。端盖在贮存时起密封作用，有效保存导弹，维持导弹寿命。端盖在发射时能够让出通道，不影响导弹发射。端盖在发射系统起着十分重要的作用。

端盖经历多年发展，目前主要以复合材料端盖为主，复合材料端盖相对质量轻，响应速度快。玻璃钢端盖是其中的一种较为常见的复合材料端盖。近年来，导弹武器系统轻量化要求越来越被重视，端盖的重量与高度尺寸也被限制，玻璃钢由于比强度大，可以将制件做的比较薄而受到重视。同时，玻璃钢可设计性比较强。

玻璃钢是一种研究历史悠久的材料，玻璃钢成型工艺基本上分两大类，即湿法接触成型和干法加压成型。随着大尺寸导弹发射箱(筒)的发展，玻璃钢材质端盖的尺寸也随着变大。随着产品尺寸的线性增加，若采用模压工艺，模具、成型设备和相关工装的费用和研制周期呈几何式增加。从成本和周期考虑，应该选择更经济的成型方法。除了模压工艺外，玻璃钢成型工艺还有手糊、真空辅助成型等。手糊成型工艺的优点是：不需要复杂设备、投入低，周期短；所制作的产品的结构、形状与尺寸基本不受限制；但其对操作人员的要求很高，质量取决于操作者的技术和经验，质量一致性较差，同时施工环境比较恶劣，对操作者健康不利。真空辅助成型工艺是将产品密封在模具和真空袋之间，通过抽真空对产品进行加压，使产品材质较密实，力学性能较好。真空辅助成型方法一般只需要一半模具，真空袋膜可充当另外一半模具，对一些结构简单的制件，甚至不需要专用模具，大大节省成本和周期。

真空辅助树脂扩散成型工艺(简称varim工艺)，是真空辅助成型工艺的一种，其是在rtm(树脂传递模塑成型)工艺基础上发展起来的一种高性能、低成本的复合材料成型工艺。其通过真空负压环境，利用树脂的流动和渗透实现对密封模腔内的纤维织物的浸渍，同时真空也起到对产品加压的作用。其继承了真空辅助成型的优点，同时由于真空灌注，使树脂分散均匀，降低施工环境对操作者的影响。只需要改变纤维织物的种类和铺层方式，然后利用varim进行灌注和固化，很容易实现产品结构的改变。

然而，现在并没有成熟的真空辅助树脂扩散成型工艺来用于发射箱端盖成型。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种采用真空辅助树脂扩散成型工艺制作发射箱端盖的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种采用真空辅助树脂扩散成型工艺制作发射箱端盖的方法，包括以下步骤：

利用增强材料进行铺层；

将铺层后的增强材料置于真空环境下，将增强材料内的空气抽干净；

利用真空将树脂导入，使得树脂将增强材料完全浸润，停止树脂的导入；

树脂固化；

脱模，去除飞边，表面功能化处理，得到发射箱端盖。

具体而言，采用真空辅助树脂扩散成型工艺制作发射箱端盖的方法，使用的设备包括真空泵、压力缓冲罐、产品成型区与树脂系统，其中真空泵与压力缓冲罐连接，压力缓冲罐与产品成型区连接，此外，树脂系统也与产品成型区连接，使用时，利用增强材料在产品成型区进行铺层，然后启动真空泵，使得产品成型区内铺层后的增强材料置于真空环境下，将增强材料内的空气抽干净；然后再利用真空将树脂系统中的树脂导入产品成型区，使得树脂将增强材料完全浸润，停止树脂的导入，最后树脂固化，脱模，去除飞边，表面功能化处理，得到发射箱端盖。

所述产品成型区包括真空膜袋、设置在真空膜袋中的模具，所述模具用于放置增强材料，在增强材料铺层以后，再铺上脱膜布，在脱膜布上面铺上导流网，所述脱膜布、上导流网同样也位于真空膜袋内，所述真空膜袋内还设有真空管，所述真空管用于与压力缓冲罐连通，所述真空膜袋内还设有树脂管，所述树脂管用于与树脂系统连通，所述真空膜袋内还设有螺旋管，所述螺旋管布设在模具的四周，且与树脂管连接，便于树脂从中心导入后通过螺旋管均匀扩散，完全浸润增强材料。

对于顶破式端盖，铺层方式为：

所述增强材料为圆角矩形面料，圆角矩形面料中以圆角矩形作为环向沟槽，在圆角矩形内两个对角线作为x槽，沿环向沟槽和x槽将玻璃纤维表面毡裁剪，共计18层，记为a；沿环向沟槽和x槽将玻璃纤维平纹布裁剪，需1层，记为b；沿环向沟槽和x槽将玻璃纤维网格布裁剪，需2层，记为c；沿环向沟槽将玻璃纤维表面毡裁剪，x槽不裁，共计6层，记为d，按照b、c、a、d的顺序将增强材料铺叠在模具上；

对于胀破式端盖，铺层方式为：

所述增强材料为圆角矩形面料，圆角矩形面料中以圆角矩形作为环向沟槽，在圆角矩形内两个对角线作为x槽，沿环向沟槽和x槽将玻璃纤维表面毡裁剪，共计18层，记为a；沿环向沟槽和x槽将玻璃纤维平纹布裁剪，需1层，记为b；沿环向沟槽和x槽将玻璃纤维网格布裁剪，需2层，记为c；沿x槽将玻璃纤维表面毡裁剪，环向沟槽不裁，共计6层，记为d，按照b、c、a、d的顺序将增强材料铺叠在模具上。

所述增强材料选自以下物质中的一种或几种：玻璃纤维布、玻璃纤维毡、玻璃纤维织物、玻纤网格布、芳纶纤维布或碳纤维布。

树脂导入的过程中，维持真空度不低于-0.06mpa。

所述树脂包括环氧树脂、不饱和聚酯等。

所述树脂中加入有固化剂，且固化剂与树脂搅拌均匀，固化剂采用常规固化剂即可。

当导流网被完全浸润时确认增强材料也被完全浸润。目测就可以判断增强材料是否完全浸润，简单易操作。

树脂固化采用常温固化，树脂选用常温固化树脂。也可以根据所选树脂体系选择固化条件。

所述表面功能化包括进行电磁屏蔽涂层、三防(盐雾、霉菌和湿热)涂层、密封涂层或耐烧蚀涂层中的一种或多种。

电磁屏蔽涂层、三防涂层、密封涂层或耐烧蚀涂层的工艺条件采用常规的条件即可完成，其施工工艺由所选涂层体系决定，一般选择热喷涂、空气喷涂或刷涂工艺施工，一般需要加热。

与现有技术相比，本发明所涉及的制作发射箱端盖的方法操作简单，成本较低，制作的发射箱端盖具有轻质的特点，与具有相同性能的其他材料端盖相比，具有质量更轻和厚度更薄的特点。虽然真空辅助树脂扩散成型工艺方法发展有一定时间，但将其应用于发射箱端盖制作尚未见公开报道。

本工艺在真空辅助树脂扩散成型工艺方法中通过合理的铺层结构来实现发射箱端盖的结构功能化，仅通过改变其铺层方式就可实现不同开盖方式。

附图说明

附图1为真空辅助树脂扩散成型工艺各设备连接示意图。

附图2为真空辅助树脂扩散成型工艺各耗材连接示意图(剖面)。

附图3为端盖制作铺层时面料平面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

一种采用真空辅助树脂扩散成型工艺制作发射箱顶破式端盖的方法，包括以下步骤：

利用增强材料进行铺层；

将铺层后的增强材料置于真空环境下，将增强材料内的空气抽干净；

利用真空将树脂导入，使得树脂将增强材料完全浸润，停止树脂的导入；

树脂固化；

脱模，去除飞边，表面功能化处理，得到发射箱端盖。

参考图1，采用真空辅助树脂扩散成型工艺制作发射箱端盖的方法，使用的设备包括真空泵1、压力缓冲罐2、产品成型区3与树脂系统4，其中真空泵1与压力缓冲罐2连接，压力缓冲罐2与产品成型区3连接，此外，树脂系统4也与产品成型区3连接，使用时，利用增强材料在产品成型区进行铺层，然后启动真空泵，使得产品成型区内铺层后的增强材料置于真空环境下，将增强材料内的空气抽干净；然后再利用真空将树脂系统中的树脂导入产品成型区，使得树脂将增强材料完全浸润，停止树脂的导入，最后树脂固化，脱模，去除飞边，表面功能化处理，得到发射箱端盖。

参考图2，所述产品成型区包括真空膜袋5、设置在真空膜袋5中的模具6，所述模具6用于放置增强材料7，在增强材料7铺层以后，再铺上脱膜布8，在脱膜布8上面铺上导流网9，所述脱膜布8、上导流网9同样也位于真空膜袋5内，所述真空膜袋5内还设有真空管10，所述真空管10用于与压力缓冲罐2连通，所述真空膜袋5内还设有树脂管11，所述树脂管11用于与树脂系统4连通，所述真空膜袋5内还设有螺旋管12，所述螺旋管12布设在模具6的四周，且与树脂管11连接，便于树脂从中心导入后通过螺旋管均匀扩散，完全浸润增强材料。真空膜袋5的四周设置有密封胶条13。

按附图3所示，所述增强材料为圆角矩形面料，圆角矩形面料中以圆角矩形作为环向沟槽，在圆角矩形内两个对角线作为x槽，沿环向沟槽a和x槽b将玻璃纤维表面毡裁剪，共计18层，记为a；沿环向沟槽和x槽将玻璃纤维平纹布裁剪，需1层，记为b；沿环向沟槽和x槽将玻璃纤维网格布裁剪，需2层，记为c；沿环向沟槽(x槽不裁)将玻璃纤维表面毡裁剪，共计6层，记为d。

按照b、c、a、d的顺序将增强材料铺叠在模具上，然后按照附图2安装耗材，按附图1连接各设备。

抽真空，维持真空度-0.08mpa，导入er3600环氧树脂(已加固化剂并搅拌均匀)，完全浸润后停止树脂导入，常温固化，脱模，除去飞边，喷涂三防涂层。经测试，其重量为具有相同功能环氧泡沫材料端盖的50％，其具备气密性能、三防性能、顶破时沿着预设沟槽裂为四块。

实施例2

一种采用真空辅助树脂扩散成型工艺制作发射箱顶破式端盖的方法，包括以下步骤：

利用增强材料进行铺层；

将铺层后的增强材料置于真空环境下，将增强材料内的空气抽干净；

利用真空将树脂导入，使得树脂将增强材料完全浸润，停止树脂的导入；

树脂固化；

脱模，去除飞边，表面功能化处理，得到发射箱端盖。

参考图1，采用真空辅助树脂扩散成型工艺制作发射箱端盖的方法，使用的设备包括真空泵1、压力缓冲罐2、产品成型区3与树脂系统4，其中真空泵1与压力缓冲罐2连接，压力缓冲罐2与产品成型区3连接，此外，树脂系统4也与产品成型区3连接，使用时，利用增强材料在产品成型区进行铺层，然后启动真空泵，使得产品成型区内铺层后的增强材料置于真空环境下，将增强材料内的空气抽干净；然后再利用真空将树脂系统中的树脂导入产品成型区，使得树脂将增强材料完全浸润，停止树脂的导入，最后树脂固化，脱模，去除飞边，表面功能化处理，得到发射箱端盖。

参考图2，所述产品成型区包括真空膜袋5、设置在真空膜袋5中的模具6，所述模具6用于放置增强材料7，在增强材料7铺层以后，再铺上脱膜布8，在脱膜布8上面铺上导流网9，所述脱膜布8、上导流网9同样也位于真空膜袋5内，所述真空膜袋5内还设有真空管10，所述真空管10用于与压力缓冲罐2连通，所述真空膜袋5内还设有树脂管11，所述树脂管11用于与树脂系统4连通，所述真空膜袋5内还设有螺旋管12，所述螺旋管12布设在模具6的四周，且与树脂管11连接，便于树脂从中心导入后通过螺旋管均匀扩散，完全浸润增强材料。真空膜袋5的四周设置有密封胶条13。

按附图3所示，所述增强材料为圆角矩形面料，圆角矩形面料中以圆角矩形作为环向沟槽，在圆角矩形内两个对角线作为x槽，沿环向沟槽a和x槽b将玻璃纤维表面毡裁剪，共计18层，记为a；沿环向沟槽和x槽将玻璃纤维平纹布裁剪，需1层，记为b；沿环向沟槽和x槽将玻璃纤维网格布裁剪，需2层，记为c；沿x槽(环向沟槽不裁)将玻璃纤维表面毡裁剪，共计6层，记为d。

按照b、c、a、d的顺序将增强材料铺叠在模具上，然后按照附图2安装耗材，按附图1连接各设备。

抽真空，维持真空度-0.06mpa，导入er3600环氧树脂(已加固化剂并搅拌均匀)，完全浸润后停止树脂导入，常温固化，脱模，除去飞边，喷涂三防涂层。经测试，其重量为具有相同功能环氧泡沫材料端盖的60％，其具备气密性能、三防性能、胀破时沿着预设沟槽裂为四块。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改(包括各种不同外形结构及尺寸)，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。