高性能VARI工艺成型复合材料的出胶结构及方法与流程

本发明属于复合材料成型技术领域，具体涉及高性能vari(真空辅助树脂熔渗或灌注)工艺成型复合材料的出胶结构，本发明还涉及采用上述出胶结构进行复合材料成型的方法。

背景技术：

随着复合材料制造技术的不断发展，复合材料用量在航空航天、民用领域的应用也越来越多。液体成型技术的应用也越来越多，vari作为液体成型技术中最具有发展前景的技术之一，在军、民机以及汽车领域获得了越来越多的应用。

目前，航空复合材料j型加筋壁板也逐渐采用vari工艺成型，但采用单面模具时容易发生树脂浸润不彻底，在r区易产生树脂堆积和纤维堆积，最终产品表面产生干斑、缺胶缺陷，无损检测时内部为空隙密集。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高性能vari工艺成型复合材料的出胶结构。

本发明的另一目的是提供一种高性能vari工艺成型复合材料的方法。

本发明所采用的第一种技术方案是，高性能vari工艺成型复合材料的出胶结构，包括蒙皮和阴阳模成型结构，阴阳模成型结构设置在蒙皮上。

本发明所采用的第一种技术方案的特点还在于：

阴阳模成型结构包括阴模和阳模，使用时，阳模固定在蒙皮上，阴模安装在阳模上。

阳模包括阳模本体，阳模本体的横截面为矩形，阳模本体的纵截面为直角梯形。

阳模本体的两端分别设有第一定位孔，阳模本体的两端端面上分别设有定位块a，每个定位块a上分别开设有第二定位孔。

阴模包括z型本体，z型本体一端的高度低于另一端的高度，即z型本体的较高端为大z端，较低端为小z端，z型本体上设有z型容置腔，z型本体的上部布置有导口，导口与z型容置腔连通，可以从导口导气、注胶以及出胶。

导口至少为两排，每排的导口数量至少为三个。导口为圆孔，导口的直径为1mm～2mm。

z型本体的上部两端面上分别设有定位块b，每个定位块b上设有第三定位孔，第三定位孔与第一定位孔所在位置上下对应。

本发明所采用的第二种技术方案是，高性能vari工艺成型复合材料的方法，

具体包括如下步骤：

步骤1，将含有定性剂的碳纤维织物铺贴至蒙皮上；

步骤2，在阳模本体上铺贴c型预制体，将c型预制体的上端底面压在阳模本体的上表面，将c型预制体的下端底面压在阳模本体的下表面，c型预制体铺贴完成后，通过加热完成预制体定型；

步骤3，在阴模本体上铺贴z型预制体，将z型预制体的上端底面压在阴模本体的z型容置腔的上表面，将z型预制体的下端底面压在阴模本体的z型容置腔的下表面，z型预制体铺贴完成后，通过加热完成z型预制体定型；

步骤4，将阳模本体连同c型预制体压在碳纤维织物上，用螺栓分别穿过阳模本体两端端面上的定位块上的第二定位孔，将阳模与蒙皮固定在一起；将z型本体连同z型预制体压在铺有c型预制体的阳模本体上，使z型本体上部两端面上的定位块上的第三定位孔与阳模本体两端的第一定位孔上下对应，然后用螺栓将阴模与阳模固定在一起；

步骤5，在z型本体表面铺放辅助材料，整体封装真空袋，在z型本体的上表面两端分别设置注胶口和出胶口；

步骤6，将出胶结构及预制体升温至注胶温度，然后通过步骤5设置的注胶口进行注胶，注胶完成后进行固化，固化完成后脱模，即可得到复合材料产品。

本发明的有益效果是，本发明采用阴阳模结构取代传统单面模具，同时阴模上设计有导口，用于导出气体，提高树脂沿长度方向的流动性，增加树脂的浸润能力，保证树脂能够完全浸润预制体，最终获得高性能的复合材料产品。

附图说明

图1是本发明高性能vari工艺成型复合材料的出胶结构的结构示意图；

图2是本发明高性能vari工艺成型复合材料的出胶结构中阳模的结构示意图；

图3是本发明高性能vari工艺成型复合材料的出胶结构中阴模的结构示意图；

图4是本发明高性能vari工艺成型复合材料的成品结构示意图之一；

图5是本发明高性能vari工艺成型复合材料的成品结构示意图之二；

图6是本发明采用一种高性能vari工艺成型复合材料的方法所得的j型筋条的结构拆解图。

图中，1.蒙皮；

2.阳模，2-1.阳模本体，2-2.定位块a，2-3.第一定位孔，2-4.第二定位孔；

3.阴模，3-1.z型本体，3-2.导口，3-3.定位块b，3-4.第三定位孔；

4.碳纤维织物，5.j型筋条预制体，6.j型筋条，7.c型预制体，8.z型预制体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种高性能vari工艺成型复合材料的出胶结构，如图1所示，包括蒙皮1和阴阳模成型结构，阴阳模成型结构设置在蒙皮1上。

阴阳模成型结构包括阴模3和阳模2。使用时，阳模2固定在蒙皮1上，阴模3安装在阳模2上。

如图2所示，阳模2包括阳模本体2-1，阳模本体2-1的横截面为矩形，阳模本体2-1的纵截面为直角梯形。

阳模本体2-1的两端分别设有第一定位孔2-3，阳模本体2-1的两端端面上分别设有定位块a2-2，每个定位块a2-2上分别开设有第二定位孔2-4。

如图3所示，阴模3包括z型本体3-1，z型本体3-1一端的高度低于另一端的高度，即z型本体3-1的较高端为大z端，较低端为小z端。

z型本体3-1上设有z型容置腔，z型本体3-1的上部布置有导口3-2，导口3-2与z型容置腔连通，可以从导口3-2导气、注胶以及出胶。另外，可以单独在z型本体3-1上设置注胶口和出胶口，注胶口优选设置在z型本体3-1的大z端端面上，出胶口优选设置在z型本体3-1的小z端端面上。

导口3-2至少为两排，每排的导口3-2数量至少为三个。导口3-2为圆孔，导口3-2的直径为1mm～2mm。

z型本体3-1的上部两端面上分别设有定位块b3-3，每个定位块b3-3上设有第三定位孔3-4，第三定位孔3-4与第一定位孔2-3所在位置上下对应。

本发明还提供了利用上述出胶结构进行复合材料成型的方法，具体包括如下步骤：

步骤1，将含有定性剂的碳纤维织物4铺贴至蒙皮1上；

步骤2，在阳模本体2-1上铺贴c型预制体7，将c型预制体7的上端底面压在阳模本体2-1的上表面，将c型预制体7的下端底面压在阳模本体2-1的下表面，c型预制体7铺贴完成后，通过加热完成c型预制体7定型；

步骤3，在阴模本体3-1上铺贴z型预制体8，将z型预制体8的上端底面压在阴模本体3-1的z型容置腔的上表面，将z型预制体8的下端底面压在阴模本体3-1的z型容置腔的下表面，z型预制体8铺贴完成后，通过加热完成z型预制体8定型；

步骤4，将阳模本体2-1连同c型预制体7压在碳纤维织物4上，用螺栓分别穿过阳模本体2-1两端端面上的定位块a2-2上的第二定位孔2-4，将阳模2与蒙皮1固定在一起；将z型本体3-1连同z型预制体8(预先在z型本体3-1和z型预制体8之间铺放好辅助材料隔离膜和导流布)压在铺有c型预制体7的阳模本体2-1上，使z型本体3-1上部两端面上的定位块b3-3上的第三定位孔3-4与阳模本体2-1两端的第一定位孔2-3上下对应，然后用螺栓将阴模3与阳模2固定在一起；

步骤5，在z型本体3-1表面铺放辅助材料导流管、真空管等，整体封装真空袋，之后在z型本体3-1的上表面两端分别设置注胶口和出胶口，连接树脂收集器和真空泵检查气密性；

步骤6，将出胶结构及预制体(预制体为由c型预制体7和z型预制体8组合的j型筋条预制体5及碳纤维织物4)升温至注胶温度，然后通过步骤5设置的注胶口进行注胶，注胶完成后进行固化，固化完成后脱模，即可得到复合材料制品，制品为j型筋条6和碳纤维织物4的组合，产品结构如图4、5所示，j形筋条6的结构拆解图如图6所示。