基于二次成型的格栅结构增强泡沫夹芯复合材料制备方法与流程

技术特征：
1.基于二次成型的格栅结构增强泡沫夹芯复合材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、辅助工装加工：按照目标复合材料格栅结构（2）的构型设计加工辅助工装子部件（1）的形状和尺寸；s2、辅助工装子部件正立装配：按照目标复合材料格栅结构（2）的构型将若干正立的辅助工装子部件（1）的底部粘结于模具上，若干辅助工装子部件（1）之间平行且间隔设置；然后每一个辅助工装子部件（1）的表面均用酒精或丙酮擦干净，晾干5分钟左右，然后均匀涂抹3次脱模蜡，每次间隔10-15分钟；s3、采用干态纤维布或预浸料铺敷复合材料格栅结构：沿若干正立的辅助工装子部件（1）的横截面方向铺敷干态纤维布/预浸料（3），铺敷过程中对拐角处及时进行预压，使干态纤维布/预浸料（3）与辅助工装子部件（1）的表面紧密贴合；s4、辅助工装子部件倒立放置：在干态纤维布/预浸料（3）顶部的多个间隙内逐一放置倒立的辅助工装子部件（1），并用横条压紧倒立的辅助工装子部件（1），使干态纤维布/预浸料（3）与辅助工装子部件（1）的表面紧密贴合，形成格栅结构中间体；s5、复合材料格栅结构预制：若选用干态纤维布方案时，对格栅结构中间体采用rtm或vartm工艺进行预制，形成复合材料格栅结构（2）；若选用预浸料方案时，将格栅结构中间体转至压机平台上，根据所选预浸料要求的压力-时间、温度-时间成型工艺参数，采用模压工艺进行预制；或将格栅结构中间体转至热压罐内，根据所选预浸料要求的压力-时间、温度-时间成型工艺参数，采用热压罐工艺进行预制；或将格栅结构中间体转至烘箱内，根据所选预浸料要求的压力-时间、温度-时间成型工艺参数，采用ooa工艺进行预制，形成复合材料格栅结构（2）；s6、下面板铺敷：清理模具，然后在模具上铺敷下面板（4）；s7、泡沫芯材条填充：在制备的复合材料格栅结构（2）的表面喷洒适量喷胶，根据辅助工装子部件（1）的尺寸加工泡沫芯材条（5）并将其填充于预制的复合材料格栅结构（2）中，形成填充泡沫芯材的复合材料格栅结构，然后将其整体平稳放置于下面板上；s8、上面板铺敷：在填充泡沫芯材的复合材料格栅结构上铺敷上面板（6），形成预成型体；s9、整体成型：采用复合材料常规成型工艺lcm进行预成型体的整体封装成型。2.根据权利要求1所述的基于二次成型的格栅结构增强泡沫夹芯复合材料制备方法，其特征在于：步骤s2中在对辅助工装子部件（1）进行粘结时，辅助工装子部件（1）的底部全部或部分涂敷有胶黏剂、胶水或设置双面型胶带。3.根据权利要求1所述的基于二次成型的格栅结构增强泡沫夹芯复合材料制备方法，其特征在于：在铺敷下面板（4）和上面板（6）时，铺敷要求如下，根据面板目标厚度和所选增强纤维织物类型，确定需要铺敷的纤维织物层数和铺设方式，然后裁剪纤维织物，将裁剪完的纤维织物按照铺设方式进行铺敷。4.根据权利要求1所述的基于二次成型的格栅结构增强泡沫夹芯复合材料制备方法，其特征在于：下面板（4）和上面板（6）上所铺设的纤维织物尺寸比复合材料格栅结构（2）的平面尺寸大5mm-50mm。5.根据权利要求1所述的基于二次成型的格栅结构增强泡沫夹芯复合材料制备方法，
其特征在于：所述辅助工装子部件（1）的横截面形状包括但不仅限于矩形、梯形和三角形中的任意一种。6.根据权利要求5所述的基于二次成型的格栅结构增强泡沫夹芯复合材料制备方法，其特征在于：所述辅助工装子部件（1）的数量为2n 1个，且n≥1。7.根据权利要求6所述的基于二次成型的格栅结构增强泡沫夹芯复合材料制备方法，其特征在于：所述复合材料格栅结构（2）的最小重复单元横截面尺寸与辅助工装子部件（1）的横截面尺寸相同，长度比辅助工装子部件（1）的长度小0-50mm，且复合材料格栅结构（2）的厚度为0.1mm-10mm。8.根据权利要求1所述的基于二次成型的格栅结构增强泡沫夹芯复合材料制备方法，其特征在于：所述的干态纤维布、预浸料、下面板（4）以及上面板（6）的面密度均不小于100g/m2，且四者所用的纤维织物均为玻璃纤维、碳纤维、碳/玻混杂纤维、石英纤维、kevler纤维、超高分子量聚乙烯纤维或pb0纤维。9.根据权利要求1所述的基于二次成型的格栅结构增强泡沫夹芯复合材料制备方法，其特征在于：所述泡沫芯材条（5）由聚氯乙烯、聚甲基丙烯酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚氨酯制成，密度不大于400kg/m3。10.根据权利要求9所述的基于二次成型的格栅结构增强泡沫夹芯复合材料制备方法，其特征在于：所述泡沫芯材条（5）的横截面形状与辅助工装子部件（1）的横截面形状相同，且两者的长度也相同。

技术总结
本发明提供一种基于二次成型的格栅结构增强泡沫夹芯复合材料制备方法，本发明通过二次成型方式，即第一步预制复合材料格栅结构，第二步填充泡沫芯材、铺敷上下面板然后采用复合材料常规成型工艺整体成型，轻松实现工艺放大、显著降低工艺风险；通过简易辅助工装可精准控制格栅结构厚度与形状，从根本上解决了格栅结构增强泡沫夹芯复合材料成型过程中夹层预成型体尺寸难以精确控制以及产品整体稳定性、质量一致性等问题；同时，通过辅助工装子部件几何构型设计和相邻子部件之间间距设计，可实现不同类型格栅结构增强泡沫夹芯复合材料制备；而且，辅助工装易操作、制造成本低、设计裕度大、装配简单，可以快速装卸，显著提高了预成型体制备效率。成型体制备效率。成型体制备效率。


技术研发人员：朱俊 宋金鹏 桂林 崔进
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七二五研究所
技术研发日：2021.10.26
技术公布日：2022/3/4