一种碳纤维复合材料舵型结构的成型方法与流程

本发明涉及复合材料领域，尤其涉及一种碳纤维复合材料舵型结构的成型方法。

背景技术：

随着先进技术的不断更迭换代，对材料也提出了新的挑战。在某些先进技术领域，传统的金属材料已经不能满足需求，新的一代的碳纤维复合材料的出现，意味着这些技术上出现了新的发展方向。用碳纤维复合材料替代传统材料后，表现出了优异的比强度、比模量性能，较强的设计性也让碳纤维复合材料形态千变万化，出现在了各行各业中，舵的传统制造工艺是通过各零件成型和装配来实现。

该成型方法得到的产品是两面光滑，尺寸精度好，成型使用能耗小成本低，实现了个零件的一体制造，整体成型。且该制造方法工序独立性强，能够独立进行，有利于产品的批量生产。

技术实现要素：

本发明提供了一种碳纤维复合材料舵型结构的成型方法。

本发明的解决方案是：一种碳纤维复合材料舵型结构的成型方法，该结构包括碳纤维蒙皮，泡沫芯，两侧的端肋和封边，其成型方法首先在预成型模具上制作蒙皮和端肋、封边的预成型体，完成定型，然后在成型模具中组装泡沫芯、蒙皮和端肋预成型体，最后在模具内完成所有预成型体的组装，具体包括如下步骤，

步骤一：利用机器在碳纤维织物表面均匀的撒上定型剂，然后将该织物用裁剪机裁剪成特定的形状；

步骤二：分别在蒙皮与端肋、封边的预成型模具上铺贴按顺序准备好的织物；

步骤三：铺放脱模布并进行封装制袋，抽真空并进行保温，随后在保持真空下冷却到常温；

步骤四：把已定型的蒙皮和端肋、封边预成型体、泡沫芯在成型模具中组装；

步骤五：合模并检测模具气密性，在一定温度下注射树脂；

步骤六：设置烘箱，分两阶段完成固化，在第一阶段固化过程中保持树脂的注射压力，第一阶段结束后撤去注射装置，清洗设备，进行第二阶段的固化；

步骤七：固化完成后，最后降温至一定温度后脱模。

本发明的进一步改进在于：所述步骤二中，蒙皮和端肋、封边单独在特定的预成型模具上制作，最后在模具中组装。

本发明的进一步改进在于：所述步骤三中，保温温度为110℃-130℃，保温时间为30min-50min。

本发明的进一步改进在于：所述步骤五中，注射树脂时，树脂脱泡15min~30min，模具模腔中保持负压，模具温度达到40℃-50℃开始注射，注射压力1bar~3bar。

本发明的进一步改进在于：所述步骤六中，第一阶段和第二阶段固化的工艺条件为在70℃-90℃和120℃-140℃下各保温180min。

本发明的有益效果是：1.本发明提供了一种碳纤维复合材料舵型结构的成型方法，其采用液体成型工艺，产品能一体化成型，成型工序少，成型周期短，并且产品上下表面光洁度较高，形状尺寸精度高，2.本发明利用复合材料液体成型工艺，相比于传统的热压罐成型大大的降低了制造成本，但产品性能相近，具有较广阔的市场前景优势，3.本发明工序独立，能够单独进行，缩短制造周期短，有利于实现产品批量生产。

附图说明

图1是碳纤维复合材料舵型结构示意图

其中：1-泡沫芯，2-端肋一，3-蒙皮，4-封边，5-端肋二。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

一种碳纤维复合材料舵型结构的成型方法，其特征在于：该结构包括碳纤维蒙皮3，泡沫芯1，两侧的端肋一2和端肋二5和封边4，其成型方法首先在预成型模具上制作蒙皮和端肋的预成型体，完成定型，然后在成型模具中组装泡沫芯、蒙皮和端肋、封边预成型体，最后在模具内完成预制体组装。具体操作步骤为：

步骤一：利用机器在碳纤维织物表面均匀的撒上定型剂，定型剂成分与树脂基体成分相配，然后将该织物用裁剪机裁剪成特定的形状；

步骤二：分别在蒙皮与端肋、封边的预成型模具上铺贴按顺序准备好的织物；

步骤三：铺放脱模布并进行封装制袋，在抽真空状态下120℃下保温40min，并降温至常温，随后在保持真空下冷却到常温；

步骤四：把已定型的蒙皮和端肋、封边预成型体、泡沫芯在成型模具中组装，蒙皮与端肋预成型模具与零件实际尺寸相吻合，完成定型的预制体按零件实际尺寸修剪；

步骤五：把上下模具合在一起，在模具上放入密封圈合模，检测模具气密性，把模具放在烘箱中，利用管路把注射机与模具相连，把模具加热到45℃，同时将准备好的树脂倒入注射机中，并在真空下脱泡20min,接着打开真空系统使模具腔内保持负压，打开注射机在2bar的压力和一定流量下将树脂注入模具中。

步骤六：设置烘箱，分两阶段完成固化，在第一阶段固化过程中保持树脂的注射状态，在80℃保温180min，第一阶段结束后撤去注射装置，清洗设备，进行第二阶段的固化，在130℃保温180min；

步骤七：固化完成后，最后降温至一定温度后脱模取出制件。

本实施例的有益效果是：1.本实施例提供了一种碳纤维复合材料舵型结构的成型方法，其采用液体成型工艺，产品能一体化成型，成型工序少，成型周期短，并且产品上下表面光洁度较高，形状尺寸精度高，2.本实施例利用复合材料液体成型工艺，相比于传统的热压罐成型大大的降低了制造成本，但产品性能相近，具有较广阔的市场前景优势，3.本实施例工序独立，能够单独进行，缩短制造周期短，有利于实现产品批量生产。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种碳纤维复合材料舵型结构的成型方法。该复合材料由碳纤维蒙皮、泡沫芯、两侧的端肋、封边组成。首先在预成型模具上铺层定型制作蒙皮和端肋的预成型体，接着在成型模具里组装蒙皮、泡沫芯、端肋，并在模具中完成封边铺层，最后经过合模、注射树脂、固化、脱模等工序完成制作。该成型方法得到的产品是两面光滑，尺寸精度好，成型使用能耗小成本低，实现了个零件的一体制造，整体成型。

技术研发人员：李明明;舒巍;岳海亮;汪晓允;李四杰;潘玉洁
受保护的技术使用者：江苏恒神股份有限公司
技术研发日：2019.01.17
技术公布日：2019.05.21