一种大尺寸内型面附加强带椎形体碳纤维制件的制造工艺方法与流程

本发明属于飞机设计领域，涉及一种大尺寸内型面附加强带椎形体碳纤维制件的制造工艺方法，适用于大尺寸椎形体复合材料制件的制造、大尺寸内型面附加强带椎形体复合材料制件的制造。

技术背景

大尺寸椎形体复合材料制件可优越的满足设计对于飞机结构的需求，玻璃钢椎形体制件制造难度大、工艺复杂是碳纤维复合材料椎形体制件较常见的问题。椎形体内附加强带增加了制造难度，加强带附加后由于应力的存在，制件易变形等问题凸显。

椎形体蒙皮采用阳模工装制造，结合辅助工艺成型盖板，保证了制件内、外型面的尺寸精准度及质量稳定性。若加强带与椎形体蒙皮整体共固化成型则必须采用阴模工装，而阴模整体成型该制件不仅造成工装成本的浪费也存在操作者手糊铺叠难度大、制件质量不易控制等问题，二次胶接成型该制件工艺制造周期长，制造成本高。因此，采用加强带在本体制件上采用胶接共固化制造工艺，仅利用本体椎形体蒙皮为成型工装进行成型，提高了节约了制造成本，提高了产品质量

技术实现要素：

针对现有技术阳模大型碳纤维椎形体蒙皮制件的成型工艺方法及椎形件内型面附加强带的成型工艺方法中存在问题，本发明提供一种碳纤维复合材料椎形体内附加强带制件的制造方法，椎形体蒙皮采用阳模制造，内附加强带采用椎形体蒙皮为工装的胶接固化成型工艺，该方法节约制造成本，制造出较好质量制件。

本发明的技术方案为：

一种大尺寸内型面附加强带椎形体碳纤维制件的制造工艺方法，包括制造大型椎形体蒙皮辅助成型盖板、大型椎形体碳纤维蒙皮、大型椎形体碳纤维蒙皮内型面附加强带、大型椎形体蒙皮内型附加强带封装成型四部分，步骤如下：

一、制造大型椎形体蒙皮辅助成型盖板

(1)在椎形体成型阳模上利用碳纤维或玻璃纤维预浸料铺叠椎形体工艺制件，将阳模工装整体放置于固化平板上，封装真空袋，固化成型。

(2)固化完成后在椎形体工艺件上粘贴一层隔离层，用生橡胶片紧贴合工艺件进行铺叠，在位于椎形体肩部区域橡胶层内部放置碳纤维预浸料或玻璃纤维预浸料进行局部加强。

(3)成型后的辅助成型盖板修整后备用。

二、制造大型椎形体碳纤维蒙皮

(4)将椎形体蒙皮阳模成型工装于50℃-60℃烘箱内预热半小时后进行铺叠准备。

(5)铺叠准备完成后，在已预热的椎形体蒙皮上按照铺层顺序进行碳纤维预浸料的铺叠，首层碳纤维预浸料进行真空压实，其余每2-3层进行真空压实。

(6)铺叠完成后进行辅助成型盖板与制件的组合封装，椎形体蒙皮制件上铺放吸胶材料及隔离材料，在隔离材料上组合成型后的辅助成型盖板。

(7)在组合后的盖板上放置一层透气材料，封装方式采用阳模整体放置于封装平板上进行，封真空袋固化成型。

(8)固化后利用工装上的脱模用底板进行椎形体蒙皮脱模。

(9)脱模后按照预留尺寸在椎形体蒙皮底端进行切割修整。

三、制造大型椎形体碳纤维蒙皮内型面附加强带

(10)椎形体蒙皮切割修整后，利用180#砂纸轻打磨椎形体内型面附加强带区域。

(11)在内型面打磨区域进行椎形体内型面附加强带的铺叠，铺叠时按照椎形体蒙皮上的预留线进行手糊铺叠操作，椎形体与内附加强带之间放置一层粘接胶膜，铺叠材料为碳纤维预浸料，铺叠过程中需每层进行真空压实。

四、大型椎形体蒙皮内型附加强带封装成型

(12)铺叠操作完成后进行封装真空袋固化成型，该成型方式利用已固化的椎形体蒙皮为工装，加强带依附于已固化蒙皮上，放置吸胶及隔离、透气材料，真空袋封装时需涵盖并包覆椎形体内、外表面，真空袋衔接区采用密封胶条密封，真空袋与制件接触区域均需放置透气材料，该成型过程中无金属工装，内型面附加强带区域真空袋需平整无褶皱。

(13)成型后的内型面附加强带椎形体碳纤维制件利用锥形体蒙皮预留的位置线返出底端切割位置线，制件制造完成。

本发明的有益效果为：椎形体蒙皮利用阳模工装不仅利于制件手糊成型操作，也节约了工装的制造成本，椎形体辅助成型盖板的利用保障了制件的精准外形尺寸及内部质量，椎形体内型面加强带的成型方式克服了该制件的制造难点。本发明可保障大型椎形体碳纤维制件的制造、大型椎形体内附加强带碳纤维制件的制造，利用此成型方法，产品尺寸精确、合格率高；同时大型椎形体蒙皮内型附加强带的封装成型方式可应用于其余大量复杂结构形式制件的制造，效果好。

附图说明

图1椎形体手糊铺叠工装及蒙皮铺叠；1为锥形体成型工装；2为阴影区域，表示手糊成型制件；3为锥形体成型工装脱模用底板。

图2椎形体辅助成型盖板与制件组合成型；4为工装即制件区域；5为阴影区域，表示辅助成型盖板；

图3椎形体内附加强带铺叠示意；6为锥形体内型面付加强带变厚度铺层区域；7为锥形体内型面加强带。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明做进一步说明。

某军机机型大型椎形制件，制件高度约1m，制件内附约40mm宽，材料均为碳纤维织物制件具体操作如下：

一、制造大型椎形体蒙皮辅助成型盖板，阳模工装结构形式及椎形体蒙皮的手糊铺叠及制造，如图1所示；

(1)在椎形体成型阳模上利用碳纤维或玻璃纤维预浸料铺叠椎形体工艺制件，将阳模工装整体放置于固化平板上，封装真空袋，固化成型。

(2)固化完成后在椎形体工艺件上粘贴一层隔离层，用生橡胶片紧贴合工艺件进行铺叠，在位于椎形体肩部区域橡胶层内部放置碳纤维预浸料或玻璃纤维预浸料进行局部加强。

(3)成型后的辅助成型盖板修整后备用。

二、制造大型椎形体碳纤维蒙皮，椎形体辅助盖板与椎形体蒙皮组合固化成型，如图2所示。

(4)将椎形体蒙皮阳模成型工装于50℃-60℃烘箱内预热半小时后进行铺叠准备。

(5)铺叠准备完成后，在已预热的椎形体蒙皮上按照铺层顺序进行碳纤维预浸料的铺叠，首层碳纤维预浸料进行真空压实，其余每2-3层进行真空压实。

(6)铺叠完成后进行辅助成型盖板与制件的组合封装，椎形体蒙皮制件上铺放吸胶材料及隔离材料，在隔离材料上组合成型后的辅助成型盖板；吸胶材料采用release-ease234tep，隔离材料采用wl5200。

(7)在组合后的盖板上放置一层透气材料，封装方式采用阳模整体放置于封装平板上进行，封真空袋固化成型；透气材料采用airweaven10。

(8)固化后利用工装上的脱模用底板进行椎形体蒙皮脱模。

(9)脱模后按照预留尺寸在椎形体蒙皮底端进行切割修整。

三、制造大型椎形体碳纤维蒙皮内型面附加强带，椎形体蒙皮固化后进行内附加强带的手糊成型工艺，如图3所示。

(10)椎形体蒙皮切割修整后，利用180#砂纸轻打磨椎形体内型面附加强带区域。

(11)在内型面打磨区域进行椎形体内型面附加强带的铺叠，铺叠时按照椎形体蒙皮上的预留线进行手糊铺叠操作，椎形体与内附加强带之间放置一层粘接胶膜，铺叠材料为碳纤维预浸料，铺叠过程中需每层进行真空压实。

四、大型椎形体蒙皮内型附加强带封装成型，利用椎形体本体成型内附加强带的成型工艺方式。

(12)铺叠操作完成后进行封装真空袋固化成型，该成型方式利用已固化的椎形体蒙皮为工装，加强带依附于已固化蒙皮上，放置吸胶及隔离、透气材料，真空袋封装时需涵盖并包覆椎形体内、外表面，真空袋衔接区采用密封胶条密封，真空袋与制件接触区域均需放置透气材料，该成型过程中无金属工装，内型面附加强带区域真空袋需平整无褶皱。

(13)成型后的内型面附加强带椎形体碳纤维制件利用锥形体蒙皮预留的位置线返出底端切割位置线，制件制造完成。