一种方筒状扭转型复合材料结构件的成型方法与流程

本发明涉及复合材料成型，具体是一种方筒状扭转型复合材料结构件的成型方法。

背景技术：

1、树脂基复合材料因其轻质高强的和卓越可设计性的特点，能够在多种复杂形状中保持结构完整性和性能稳定性，已在航空航天、轨道交通及高性能结构件等领域获得广泛应用，尤其在航空筒状结构件中，采用复合材料成型不仅能够实现显著的结构减重，还可通过铺层优化满足复杂载荷条件下的服役需求。

2、但是，现有技术在生产制造成型结构复杂、曲率变化大的筒状零件时，仍存在易起褶、架桥、脱模困难等工艺问题，为了提高产品质量余生产效率，降低脱模难度与生产成本，本发明提供了一种方筒状扭转型复合材料结构件的成型方法，实现对方筒状扭转型复合材料结构件的便捷脱模，同时兼顾效率与成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种方筒状扭转型复合材料结构件的成型方法，以解决现有技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种方筒状扭转型复合材料结构件的成型方法，包括以下步骤：

3、s1、工装预处理：使用前，需要将分瓣工装组合固定为成型工装，组合完成后，成型工装的表面涂刷原子灰填补合模缝隙至表面平整连续，然后对成型工装进行固化，固化完成后使用丙酮清洁成型工装；

4、s2、复材成型：使用料片在清洁完成的成型工装上进行铺贴，对于曲率变化较大的区域，对料片进行剪口及分块处理再进行铺贴，铺贴过程中，每间隔1~2层进行一次预压实，且铺贴时每层进行检查避免褶皱及架桥，完成所有料片铺贴后，依次放置隔离膜、透气毡、真空袋进行封装并抽真空，将封装好的零件送入热压罐固化成型。

5、s3、脱模成型：零件固化完成后，依次拆除表面真空袋、透气毡和隔离膜，然后先将1号分瓣工装拆除，工装向心塌陷，从小端头向大端头脱出1号分瓣工装后，再依次拆除2号、3号分瓣工装，分别向心塌陷，最后拆除4号分瓣工装，工装全部拆除完全后得到完整的方筒状扭转型复合材料结构件。

6、作为优选的技术方案，步骤s1中所述成型工装为组合式阳模工装，由分瓣工装组合而成，分瓣工装分为1号分瓣工装、2号分瓣工装、3号分瓣工装以及4号分瓣工装，分瓣工装之间组合时通过销钉与紧固螺栓进行紧固。再进一步的，分瓣工装的分模面会做斜面等设计，需要保证分瓣工装之间不干涉，确保分瓣工装可以向中心移动，并顺利完成脱模

7、作为优选的技术方案，步骤s1中所述固化为常温固化12h~24h或使用烘箱80℃~100℃固化1~2h，保证成型后的零件内表面光滑。

8、作为优选的技术方案，步骤s2中所述预压实参数为：真空度≥-90kpa，时间≥15min。

9、作为优选的技术方案，步骤s2中所述封装后的测漏真空为-80kpa~-95kpa；所述热压罐的固化压力300kpa~600kpa，固化温度120℃~180℃，保温时间90min~180min。

10、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

11、1、本发明采用阳模成型方式，零件内表面直接与工装成型面接触，固化后内表面光滑平整，无需二次修整，同时，阳模工装为组合式分瓣结构，铺贴操作面开放性好，具有更高的可操作性，提升了生产效率，降低了操作难度和对操作人员技能水平的依赖。

12、2、本发明针对方筒状扭转型结构件曲率变化大、扭转角度复杂的特点，在料片铺贴时于曲率变化较大区域进行剪口及分块处理，有效释放了料片在铺贴过程中产生的局部应力集中，避免了因纤维弯折、堆积引起的褶皱和架桥缺陷，有效提高变曲率及翻边位置产品质量，制件外形、轮廓、厚度、关键尺寸可控，整体满足高强度的设计要求。

13、3、本发明针对方筒状扭转型结构件脱模空间受限、脱模困难的问题，设计了1号至4号分瓣工装并按照特定顺序依次向心塌陷脱出。该脱模方式使各分瓣工装在拆除紧固件后自动向内收缩，与零件内壁脱离接触，形成脱模间隙，从而以较小的操作力顺利从零件内腔中抽出，相比整体式工装强行脱模或破坏性脱模，本发明有效避免了零件内表面划伤、分层等损伤，显著提高了脱模成功率和产品合格率。

1.一种方筒状扭转型复合材料结构件的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种方筒状扭转型复合材料结构件的成型方法，其特征在于，步骤s1中所述成型工装为组合式阳模工装，由分瓣工装组合而成，分瓣工装分为1号分瓣工装、2号分瓣工装、3号分瓣工装以及4号分瓣工装，分瓣工装之间组合时的固定件为销钉与紧固螺栓。

3.根据权利要求1所述的一种方筒状扭转型复合材料结构件的成型方法，其特征在于，步骤s1中所述固化为常温固化12h~24h或使用烘箱80℃~100℃固化1~2h，保证成型后的零件内表面光滑。

4.根据权利要求1所述的一种方筒状扭转型复合材料结构件的成型方法，其特征在于，步骤s2中所述预压实参数为：真空度≥-90kpa，时间≥15min。

5.根据权利要求1所述的一种方筒状扭转型复合材料结构件的成型方法，其特征在于，步骤s2中所述封装后的测漏真空为-80kpa~-95kpa；所述热压罐的固化压力300kpa~600kpa，固化温度120℃~180℃，保温时间90min~180min。