一种大曲率PMI泡沫开槽热压随形成型方法与流程

本发明涉及零件成型，具体而言，涉及一种大曲率pmi泡沫开槽热压随形成型方法。

背景技术：

1、pmi（polymethacrylimide，聚甲基丙烯酰亚胺）泡沫因具有密度低、比强度高、耐高温及介电性能优良等特点，被广泛应用于航空航天、轨道交通及高端装备制造等领域的复合材料夹层结构中。在飞机复合材料零件制造过程中，通常需要将pmi泡沫板铺设于成型模具表面，并通过真空袋压及固化工艺与复合材料共同成型，以形成轻量化、高强度的夹层结构。

2、对于曲率较小的复合材料零件，由于pmi泡沫板的弯曲变形量较小，通过适当加热后即可较容易完成随形成型。然而，对于大曲率复合材料零件，pmi泡沫板自身刚性较大，常温下难以弯曲，且材料具有一定脆性，在弯曲过程中容易出现崩边、开裂等现象，使得泡沫板难以充分贴合成型模具。现有技术中，通常采用将pmi泡沫板切割成多个小块后分别铺贴，再利用胶黏剂进行拼接的方法，以满足大曲率模具的成型需求。虽然该方法能够在一定程度上提高泡沫板的贴合能力，但会增加胶接区域，导致零件重量增加，同时胶层过厚还容易造成复合材料零件表面局部凸起或内部缺陷。此外，分块拼接需要多次定位、拼接和修整，工艺流程繁琐，对操作人员经验依赖较大，加工效率较低，且不同泡沫块之间的拼接质量难以保证，容易产生局部架空、贴合不良等问题，从而影响复合材料零件的整体成型质量。

3、因此，有必要提供一种大曲率pmi泡沫开槽热压随形成型方法用以解决现有技术中pmi泡沫板在大曲率成型模具上分块拼接影响复合材料零件的整体成型质量的问题。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提出了一种大曲率pmi泡沫开槽热压随形成型方法，旨在解决现有技术中pmi泡沫板在大曲率成型模具上分块拼接影响复合材料零件的整体成型质量的问题。

2、本发明提出了一种大曲率pmi泡沫开槽热压随形成型方法，包括：

3、采集成型模具的模具弧度以及pmi泡沫板的材料厚度；

4、根据所述模具弧度和材料厚度确定所述pmi泡沫板的开槽参数；其中，所述开槽参数包括开槽数量和开槽深度；

5、根据所述材料厚度设置热风枪的初始加热时长，根据所述开槽数量和开槽深度对所述初始加热时长进行调整，得到加热时长调整值；

6、根据所述开槽参数对所述pmi泡沫板进行开槽加工；基于所述加热时长调整值利用热风枪对开槽区域进行加热软化，并同步对所述pmi泡沫板施加按压，使各开槽闭合，以使所述pmi泡沫板贴合于成型模具表面；

7、对贴合于成型模具表面的pmi泡沫板进行真空压实定型。

8、进一步的，所述采集成型模具的模具弧度以及pmi泡沫板的材料厚度时，包括：

9、获取成型模具存在的所有模具弧度，并对所述模具弧度进行依次编号；

10、对每个编号后的模具弧度，分别匹配对应区域pmi泡沫板的材料厚度，并进行关联存储，得到关联存储表。

11、进一步的，所述根据所述模具弧度和材料厚度确定所述pmi泡沫板的开槽参数时，包括：

12、根据所述关联存储表确定每个编号下的模具弧度以及模具弧度对应的材料厚度；

13、根据所述模具弧度确定所述开槽数量；

14、根据所述材料厚度确定所述开槽深度。

15、进一步的，所述根据所述模具弧度确定所述开槽数量时，包括：

16、获取所述模具弧度以及历史模具库中各历史成型模具的历史模具弧度，筛选出历史模具弧度中与所述模具弧度相同的历史模具弧度，记为目标历史模具弧度；

17、获取所述目标历史模具弧度对应的历史开槽数量，并将所述历史开槽数量确定为所述pmi泡沫板的开槽数量。

18、进一步的，所述根据所述模具弧度确定所述开槽数量时，还包括：

19、当历史模具库中不存在与所述模具弧度相同的历史模具弧度时，计算所述模具弧度与各历史模具弧度之间的弧度相似度；

20、将弧度相似度最高的历史模具弧度确定为目标历史模具弧度；

21、获取所述目标历史模具弧度对应的历史开槽数量，并将所述历史开槽数量确定为所述pmi泡沫板的开槽数量。

22、进一步的，所述根据所述材料厚度确定所述开槽深度时，包括：

23、根据所述材料厚度确定剩余厚度阈值：预先设置剩余厚度占比，所述剩余厚度阈值为材料厚度与所述剩余厚度占比的乘积值；

24、计算所述材料厚度与所述剩余厚度阈值之间的厚度差值；

25、将所述厚度差值确定为pmi泡沫板的开槽深度。

26、进一步的，所述根据所述材料厚度设置热风枪的初始加热时长时，包括：

27、预先设置若干厚度区间以及若干厚度区间对应的加热时长；

28、将所述材料厚度对应的厚度区间作为当前厚度区间，将所述当前厚度区间对应的加热时长作为所述初始加热时长。

29、进一步的，所述根据所述开槽数量和开槽深度对所述初始加热时长进行调整，得到加热时长调整值时，包括：

30、根据所述开槽深度判断是否对所述初始加热时长进行调整；

31、若判断为调整，则根据所述开槽数量和开槽深度对所述初始加热时长进行调整。

32、进一步的，所述根据所述开槽深度判断是否对所述初始加热时长进行调整时，包括：

33、计算成型模具所有所述材料厚度与所述开槽深度的差值，记为厚度差值；

34、计算厚度差值平均值；

35、根据所述厚度差值平均值判断是否对所述初始加热时长进行调整：

36、若所述厚度差值平均值小于预设差值，则判断不对所述初始加热时长进行调整；若所述厚度差值平均值大于或等于所述预设差值，则判断对所述初始加热时长进行调整。

37、进一步的，所述若判断为调整，则根据所述开槽数量和开槽深度对所述初始加热时长进行调整时，包括：

38、获取成型模具的开槽数量和值，根据所述开槽数量和值和厚度差值平均值设置调整系数，根据所述调整系数对所述初始加热时长进行调整；

39、其中，设置数量阈值和厚度阈值，若所述开槽数量和值大于数量阈值，且所述厚度差值平均值大于所述厚度阈值，则调整系数为第一调整系数；若所述开槽数量和值大于所述数量阈值，且所述厚度差值平均值小于或等于所述厚度阈值，则调整系数为第二调整系数；若所述开槽数量和值小于或等于所述数量阈值，且所述厚度差值平均值大于所述厚度阈值，则调整系数为第二调整系数；若所述开槽数量和值小于或等于所述数量阈值，且所述厚度差值平均值小于或等于所述厚度阈值，则调整系数为第三调整系数；1＜第三调整系数＜第二调整系数＜第一调整系数＜1.2；

40、加热时长调整值为调整系数与初始加热时长的乘积值。

41、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过采集成型模具的模具弧度以及pmi泡沫板的材料厚度，并基于模具弧度和材料厚度分别确定开槽数量、开槽深度和热风枪加热时长，实现了pmi泡沫开槽参数与热压随形成型参数的协同匹配。根据确定的开槽参数对pmi泡沫板进行开槽加工，并按照调整后的加热时长对开槽区域进行热软化和按压，使各v型槽逐步闭合，从而使pmi泡沫板能够快速、均匀地贴合于大曲率成型模具表面，最后通过真空压实定型及固化成型，提高了pmi泡沫板对大曲率模具的随形能力，减少了泡沫开裂、崩边及局部架空现象，避免了传统分块拼接造成的胶接量增加、重量增加及表面凸起等问题，同时降低了人工调试难度，提高了成型效率和成型质量，保证了复合材料零件的尺寸精度及结构稳定性。