一种纵横加筋复杂壁板的一体化成型模具及方法与流程

本发明涉及复合材料液体成型，具体涉及一种纵横加筋复杂壁板的一体化成型模具及方法。

背景技术：

1、随着复合材料制造技术的提高，先进复合材料在飞机上的应用已经从雷达罩、蒙皮、方向舵等非承力或次承力构件逐步向波纹梁、机翼盒段、地板梁、压力框等主承力构件上推广。作为主要的承力结构件，对其强度刚度有较高的要求，因此其结构一般较为复杂，往往带有较多的纵横加筋、翻边等结构，且其存在装配关系，对制件的制造精度要求较高。这种复杂结构目前主要采用两种成型工艺，其一是胶接共固化，即先固化蒙皮，然后将未固化的筋条与蒙皮胶接共固化成型；其二是二次胶接，将蒙皮和筋条先分别固化，再通过胶膜胶接固化成一个整体。

2、上述两种成型方式均是采用常规的真空袋热压罐成型工艺，该工艺存在以下缺点：一方面是采用袋压的方式成型纵横加筋壁板结构难以满足制袋面的装配精度要求；另一方面不管是采用胶接共固化或是二次胶接，极难保证筋条与蒙皮的精确定位，并且纵横筋条相互分离，整体性较差；此外，采用上述方式成型，均需要在热压罐中二次固化，带来了更高的制造成本。

3、因此，发明人提供了一种纵横加筋复杂壁板的一体化成型模具及方法。

技术实现思路

1、(1)要解决的技术问题

2、本发明实施例提供了一种纵横加筋复杂壁板的一体化成型模具及方法，解决了现有热压罐工艺成型纵横加筋壁板的装配面成型精度差、筋条与蒙皮精确定位难度高及结构整体性差的技术问题。

3、(2)技术方案

4、本发明的第一方面提供了一种纵横加筋复杂壁板的一体化成型方法，包括以下步骤：

5、依据纵横筋条数量，确定成型模具内的分体芯块的数量，并对每个所述分体芯块进行纤维铺贴；

6、将纤维铺贴后的每个所述分体芯块进行组装以形成芯块组合，并在所述芯块组合上铺贴蒙皮；

7、依次进行模具组装、树脂注射、固化及脱模，得到一体化成型的纵横加筋复杂壁板。

8、进一步地，所述依据纵横筋条数量，确定成型模具内的分体芯块的数量，并对每个所述分体芯块进行纤维铺贴，具体包括如下步骤：

9、依据所述纵横筋条的数量，将待成型壁板分成若干部分，且每个部分设计一个铺层组；

10、根据所述铺层组的数量对成型模具芯块进行设计，每个所述铺层组对应一个所述分体芯块；

11、在每个所述分体芯块的五面完成相应铺层组的纤维铺贴。

12、进一步地，所述在每个所述分体芯块的五面完成相应铺层组的纤维铺贴，具体为：

13、采用与树脂配套的带定型剂的干态纤维对所述分体芯块进行铺贴，在铺贴前对所述分体芯块提前预热。

14、进一步地，铺贴纤维时，纤维在所述分体芯块的r角处进行剪口。

15、进一步地，每层纤维的剪口位置交错分布。

16、进一步地，每个所述分体芯块在纤维铺贴完成后，对其进行热压处理。

17、进一步地，所述将纤维铺贴后的每个所述分体芯块进行组装以形成芯块组合，并在所述芯块组合上铺贴蒙皮，具体包括如下步骤：

18、将铺贴好的每个所述分体芯块进行组合，所述分体芯块的四个侧面与相邻的分体芯块进行组合，形成所述纵横筋条；

19、在所述芯块组合上铺贴所述蒙皮，使所述纵横筋条与所述蒙皮形成纵横加筋复杂壁板预制件。

20、进一步地，所述蒙皮的铺层与所述芯块组合的铺层对称分布。

21、本发明的第二方面提供了一种纵横加筋复杂壁板的一体化成型方法的成型模具，包括上模具和下模具，所述上模具与所述下模具扣合连接，所述下模具内设有多个与每个铺层组一一对应的分体芯块以形成纵横加筋壁板上的纵向筋条、横向筋条。

22、进一步地，成型模具还包括嵌块，多个所述嵌块分别位于所述分体芯块的四周。

23、(3)有益效果

24、综上，本发明通过根据纵横筋条数量、筋条厚度、蒙皮厚度、使用纤维的单层厚度确定所需芯块数量、芯块及蒙皮铺层层数，并完成各个芯块的铺贴；将各个芯块组装完成，在芯块底面完成蒙皮的铺贴；然后模具组装、树脂注射、固化及脱模，得到一体化成型纵横加筋壁板，该壁板的型面精确度更高，更有利于装配，采用液态成型工艺，制件研制成本更低。

技术特征：

1.一种纵横加筋复杂壁板的一体化成型方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的纵横加筋复杂壁板的一体化成型方法，其特征在于，所述依据纵横筋条数量，确定成型模具内的分体芯块的数量，并对每个所述分体芯块进行纤维铺贴，具体包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的纵横加筋复杂壁板的一体化成型方法，其特征在于，所述在每个所述分体芯块的五面完成相应铺层组的纤维铺贴，具体为：

4.根据权利要求2所述的纵横加筋复杂壁板的一体化成型方法，其特征在于，铺贴纤维时，纤维在所述分体芯块的r角处进行剪口。

5.根据权利要求4所述的纵横加筋复杂壁板的一体化成型方法，其特征在于，每层纤维的剪口位置交错分布。

6.根据权利要求2所述的纵横加筋复杂壁板的一体化成型方法，其特征在于，每个所述分体芯块在纤维铺贴完成后，对其进行热压处理。

7.根据权利要求1所述的纵横加筋复杂壁板的一体化成型方法，其特征在于，所述将纤维铺贴后的每个所述分体芯块进行组装以形成芯块组合，并在所述芯块组合上铺贴蒙皮，具体包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的纵横加筋复杂壁板的一体化成型方法，其特征在于，所述蒙皮的铺层与所述芯块组合的铺层对称分布。

9.一种应用于权利要求1-8中任一项所述的纵横加筋复杂壁板的一体化成型方法的成型模具，其特征在于，包括上模具(1)和下模具(2)，所述上模具(1)与所述下模具(2)扣合连接，所述下模具(2)内设有多个与每个铺层组一一对应的分体芯块(3)以形成纵横加筋壁板(100)上的纵向筋条(101)、横向筋条(102)。

10.根据权利要求9所述的纵横加筋复杂壁板的一体化成型模具，其特征在于，还包括嵌块(4)，多个所述嵌块(4)分别位于所述分体芯块(3)的四周。

技术总结
本发明涉及复合材料液体成型技术领域，具体涉及一种纵横加筋复杂壁板的一体化成型模具及方法。该方法包括步骤：依据纵横筋条数量，确定成型模具内的分体芯块的数量，并对每个分体芯块进行纤维铺贴；将纤维铺贴后的每个分体芯块进行组装以形成芯块组合，并在芯块组合上铺贴蒙皮；依次进行模具组装、树脂注射、固化及脱模，得到一体化成型的纵横加筋复杂壁板。该纵横加筋复杂壁板的一体化成型模具及方法的目的是解决现有热压罐工艺成型纵横加筋壁板的装配面成型精度差、筋条与蒙皮精确定位难度高及结构整体性差的问题。

技术研发人员：孙煜,刘强
受保护的技术使用者：中航复合材料有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14