复合材料“工”型梁的自动化铺叠成型方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种复合材料“工”型梁的自动化铺叠成型方法，属于复合材料制件的成型技术领域。
【背景技术】
[0002]某飞机复合材料梁为“工”型结构，由上腹板、下腹板、左缘条和右缘条组合而成。其中上腹板和下腹板结构相似，表面存在形状规则的八边形加强区。上腹板和下腹板均采用自动铺带技术铺叠，然后利用热隔膜成型设备进行热成型。热成型后的上腹板和下腹板同自动铺叠好的左缘条和右缘条一起，在辅助工装的作用下进行组合，最后固化成型。成型后的复合材料“工”型梁在八边形的加强层过渡区容易出现空腔、孔隙和纤维褶皱，零件内部质量和表面质量不合格。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种复合材料“工”型梁的自动化铺叠成型方法，该方法保证了上腹板和下腹板无间隙配合，提高固化后的制件加强层过渡区内部质量和表面质量。
[0004]为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下:一种复合材料“工”型梁的自动化铺叠成型方法，包括以下步骤:
1)制备工艺件:选取和待加工的“工”型梁厚度相同的预浸料，在平板工装上选取合适的机械坐标原点，利用自动铺带机，并采用待加工的“工”型梁下腹板的铺叠程序进行自动铺叠，铺叠完成后，在工艺件的表面铺叠一层单面带胶的脱模布；
2)制备上腹板:步骤I中制备的工艺件不动，并保证坐标原点不动，利用自动铺带机，选择上腹板的铺叠程序，在工艺件的上表面铺叠，铺叠完成后，转移到相应的热隔膜成型工装上待用；
3)依次利用自动铺带机，并按照设定好的程序铺叠下腹板、左缘条和右缘条，铺叠完成后将下腹板转移到对应的热隔膜成型工装上待用；
4)将上腹板和下腹板分别在热隔膜平台上进行热成型前的封装，并进行初步热成型；
5)热成型完成后在辅助工装的作用下，将上腹板、下腹板、左缘条和右缘条组合在一起，进行封装固化，得到复合材料的“工”型梁。
[0005]所述的步骤4中的热成型工艺条件为:在室温下以不大于3°C /min的升温速率加热到80°C，保温20min，在保温1min时施加-0.095MPa的真空负压，保温结束后以不大于30C /min的降温速率降至35°C，降温结束后，解除真空压力。
[0006]复合材料“工”型梁的自动化铺叠成型方法保证了复合材料零件中“工”型的上腹板和下腹板在组合过程中实现了无间隙配合，从而避免了固化后零件内部容易出现的空腔、孔隙和纤维褶皱的等缺陷，形成了加强区表面质量和内部质量良好的复合材料工型梁。
[0007]在热成型工艺中采用了恒温速率进行加热和降温，保证了热成型中材料的稳定性。
【附图说明】
[0008]图1为工艺件的结构示意图。
[0009]图2为在工艺件表面铺叠上腹板示意图。
[0010]图3为铺叠完成后的上腹板和下腹板示意图。
[0011]图4为热成型后的上腹板、下腹板、左缘条和右缘条的组合示意图。
[0012]其中1、工艺件；2、单面带胶脱模布；3、增强区；4、上腹板；5、下腹板；6、左缘条；7、右缘条。
【具体实施方式】
[0013]一种复合材料“工”型梁的自动化铺叠成型方法，包括以下步骤:
1)制备工艺件:选取和待加工的“工”型梁厚度相同的预浸料，在平板工装上选取合适的机械坐标原点，利用自动铺带机，并采用待加工的“工”型梁下腹板的铺叠程序进行自动铺叠，铺叠完成后，在工艺件的表面铺叠一层单面带胶的脱模布，如图1所示；加工完成后的工艺件形状与下腹板形状一致，都具有突起的八字形加强区；
2)制备上腹板:步骤I中制备的工艺件不动，并保证坐标原点不动，利用自动铺带机，选择上腹板的铺叠程序，在工艺件的上表面铺叠，如图2所示，铺叠完成后，转移到相应的热隔膜成型工装上待用；由于上腹板在工艺件上进行铺叠，故上腹板的下表面具有与下腹板形状对应的八字形凹槽，从而达到上腹板和下腹板组合时达到无间隙配合；
3)依次利用自动铺带机，并按照设定好的程序铺叠下腹板、左缘条和右缘条，铺叠完成后将下腹板转移到对应的热隔膜成型工装上待用，左缘条和右缘条用无孔隔离膜包覆好待用；
4)将上腹板和下腹板分别在热隔膜平台上进行热成型前的封装，并进行初步热成型，如图3所示；热成型工艺条件为:在室温下以不大于3°C/min的升温速率加热到80°C，保温20min，在保温1min时施加-0.095MPa的真空负压，保温结束后以不大于3°C /min的降温速率降至35°C，降温结束后，解除真空压力；
5)热成型完成后在辅助工装的作用下，如图4所示，将上腹板、下腹板、左缘条和右缘条组合在一起，进行封装固化，得到复合材料的“工”型梁。
【主权项】
1.一种复合材料“工”型梁的自动化铺叠成型方法，其特征在于包括以下步骤: 制备工艺件:选取和待加工的“工”型梁厚度相同的预浸料，在平板工装上选取合适的机械坐标原点，利用自动铺带机，并采用待加工的“工”型梁下腹板的铺叠程序进行自动铺叠，铺叠完成后，在工艺件的表面铺叠一层单面带胶的脱模布； 制备上腹板:步骤I中制备的工艺件不动，并保证坐标原点不动，利用自动铺带机，选择上腹板的铺叠程序，在工艺件的上表面铺叠，铺叠完成后，转移到相应的热隔膜成型工装上待用； 依次利用自动铺带机，并按照设定好的程序铺叠下腹板、左缘条和右缘条，铺叠完成后将下腹板转移到对应的热隔膜成型工装上待用； 将上腹板和下腹板分别在热隔膜平台上进行热成型前的封装，并进行初步热成型；热成型完成后在辅助工装的作用下，将上腹板、下腹板、左缘条和右缘条组合在一起，进行封装固化，得到复合材料的“工”型梁。2.如权利要求1所述的复合材料“工”型梁的自动化铺叠成型方法，其特征在于:所述的步骤4中的热成型工艺条件为:在室温下以不大于3°C /min的升温速率加热到80°C，保温20min，在保温1min时施加-0.095MPa的真空负压，保温结束后以不大于3°C /min的降温速率降至35°C，降温结束后，解除真空压力。
【专利摘要】本发明涉及一种复合材料“工”型梁的自动化铺叠成型方法，包括以下步骤：1）制备工艺件；2）制备上腹板：步骤1中制备的工艺件不动，并保证坐标原点不动，选择上腹板的铺叠程序，在工艺件的上表面铺叠，铺叠完成后，转移到相应的热隔膜成型工装上待用；3）依次利用自动铺带机，并按照设定好的程序铺叠下腹板、左缘条和右缘条；4）将上腹板和下腹板分别在热隔膜平台上进行热成型前的封装，并进行初步热成型；5）热成型完成后在辅助工装的作用下，将上腹板、下腹板、左缘条和右缘条组合在一起，进行封装固化，得到复合材料的“工”型梁。该方法保证了上腹板和下腹板无间隙配合，提高固化后的制件加强层过渡区内部质量和表面质量。
【IPC分类】B29C70/38
【公开号】CN105082565
【申请号】CN201510581934
【发明人】刘鹏, 庞城德, 张永冰
【申请人】沈阳飞机工业（集团）有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年9月15日