一种舱体复合成型工艺的制作方法

1.本发明属于复合成型技术领域，具体涉及一种舱体复合成型工艺。


背景技术：

2.保温舱是军事设备领域中的组成系统之一，保温舱的主要组成部分设备舱由底舱、前舱、吊舱以及装饰舱组成，为军事设备的贮存、运输提供密闭的保温空间。其中现有的设备舱各个组件成型技术中多为金属粘铆成型工艺，该工艺使用金属蒙皮与其他材料复合成型，但是一方面，对于具有多折面、圆锥面等异形舱体结构，该工艺难以满足要求；另一方面，该工艺成型的舱体重量偏重，不便于运输。因此采用传统工艺成型技术无法满足技术要求。


技术实现要素：

3.针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种舱体复合成型工艺，适用于具有多折面、圆锥面的舱体复合成型，并且采用该方法成型的舱体具有强度高，质量轻的特点。
4.为实现上述目的，本发明的提供一种舱体的复合成型工艺，包括中舱成型工艺和底舱成型工艺；所述中舱成型工艺包括如下步骤：铺贴前准备；在模具内铺贴棱边加强条；铺贴中舱外蒙皮；放置连接铝件，并在中舱外蒙皮上粘接泡沫填充层；铺贴中层预内蒙皮；进行第一次固化成型；进行铝骨架预埋，该铝骨架内部填充有泡沫材料；铺贴中舱内蒙皮；进行第二次固化成型；脱模得到中舱成型件；所述底舱成型工艺包括如下步骤：铺贴前准备，包括前端盖预制、侧部法兰预制以及顶部法兰预制；铺贴棱边加强条；铺贴底舱外蒙皮；在已铺贴面刷涂胶水，复合前端盖与侧部法兰；在所述外蒙皮上复合多层蜂窝板；铺贴底舱内蒙皮；在已铺贴面刷涂胶水，复合顶部法兰；固化成型，脱模得到底舱成型件；将所述中舱成型件和底舱成型件装配后得到舱体成型件。
5.作为本发明的进一步改进，所述中舱成型工艺中，铺贴前准备包括模具清理、刷涂脱模剂、模具预热以及预浸料剪裁；所述底舱成型工艺中，铺贴前准备还包括模具清理、刷涂脱模剂、模具预热以及预浸料剪裁。
6.作为本发明的进一步改进，所述中舱外蒙皮和中舱内蒙皮包括多层，并且至少在第一层和最后一层中舱外蒙皮铺设完成后，在对应棱边处铺贴加强条。
7.作为本发明的进一步改进，所述底舱外蒙皮和底舱内蒙皮包括多层，并且至少在第一层和最后一层底舱外蒙皮铺设完成后，在对应棱边处铺贴加强条。
8.作为本发明的进一步改进，中舱分为对称的两段进行单独成型，分别成型后采用
结构密封胶和连接板进行拼接，形成所述中舱成型件。
9.作为本发明的进一步改进，所述底舱成型工艺中，预制前端盖时，首先在模具中铺设外蒙皮，再粘接泡沫层，最后铺设内蒙皮，经过固化后脱模，得到预制的前端盖。
10.作为本发明的进一步改进，预制的侧法兰以及顶部法兰为包裹有预浸料的金属件。
11.作为本发明的进一步改进，所述底舱成型工艺中，每复合一层蜂窝板，铺贴一层层间预浸料。
12.作为本发明的进一步改进，在铺贴中舱外蒙皮以及铺贴底舱外蒙皮前，在模具上铺贴对应的胶膜。
13.作为本发明的进一步改进，所述预浸料为浸有胶水的玻璃纤维布料。
14.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：（1）本发明的舱体的复合成型工艺，尤其适用于具有多折面、圆锥面的舱体复合成型，舱体成型工艺分为中舱成型工艺和底舱成型工艺。中舱成型工艺中，采用模具，以铝骨架为基体铺贴玻纤预浸料，填充泡沫，通过两次高温固化成型后脱模；底舱成型工艺中，在模具上进行预浸料铺层，中间层辅以蜂窝材料，再铺贴预浸料并进行高温固化一次成型后脱模，最后将中舱和底舱装配为整体。中舱和底舱成型工艺中，通过在弯折处铺贴棱边强条，能够保证弯折面的成型。同时采用本发明的方法成型的舱体具有强度高，质量轻的特点。
15.（2）本发明的舱体的复合成型工艺，中舱成型工艺中采用两次固化的方式，一方面，避免了由于整体固化厚度太厚而造成的固化时间长以及固化效果不佳的问题，另一方面，避免了在中舱中蒙皮等已铺贴面未固化的情况下，预埋骨架将已铺贴面的胶水挤出的问题。
16.（3）本发明的舱体的复合成型工艺，在铺贴过程中埋入了金属预埋件，相比于纯预浸料铺贴成形的舱体，在后续与其他产品机械连接过程中（如配孔等加工）不易出现产品开裂现象。该工艺相较于传统金属舱体生产周期有明显缩短，可以由一个车间完成全部生产操作，避免多车间零件周转的耗时，可提升生产速度1~2天，可以在实现降低舱体重量的同时保持舱体的强度，并且生产操作简单，易上手。相较于纯金属舱体，一套舱体重量约在20-23kg左右，重量有较大的降低。
附图说明
17.图1为本发明实施例的舱体底舱和中舱整体结构示意图；图2为本发明实施例的舱体中涉及的中舱结构示意图；图3为本发明实施例的舱体中涉及的底舱结构示意图；图4为本发明实施例中涉及的中舱横断面结构示意图；图5为本发明实施例中涉及的底舱局部剖面结构示意图；图6为本发明实施例中涉及的中舱成型工艺流程图；图7为本发明实施例中涉及的底舱成型工艺流程图。
18.在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-中舱、2-底舱；
11-中舱外蒙皮、12-泡沫填充层、13-中舱中蒙皮、14-预埋骨架、15-中舱内蒙皮、16-l型铝件；21-前端盖、22-顶部法兰预制件、23-侧部法兰预制件、24-底舱外蒙皮、25-底舱内蒙皮、26-蜂窝板、27-层间预浸料、28-加强条。
具体实施方式
19.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
20.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
21.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
22.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
23.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
24.请参见图1至图7，本发明实施例所示的舱体包括中舱和底舱，本发明的舱体的复合成型工艺中，中舱和底舱分别单独成型，再将两者装配为整体舱体结构。
25.具体工艺包括如下步骤：s1中舱的成型工艺s11铺贴前准备；具体包括：1）模具清理、刷涂脱模剂、模具预热等；对中舱成型模具进行清理，清理后刷涂脱模剂，优选刷涂3~4次，待脱模剂干燥后对模具进行预热。
26.2）裁剪待铺贴的预浸料和胶膜；其中，预浸料优选为浸有胶水的玻璃纤维布料。
27.s12在模具内铺贴棱边加强条与对应胶膜；
在铺贴中舱外蒙皮前，通过在模具中铺贴棱边加强条，能够使得外蒙皮在弯折处更好地贴合模具。模具上铺贴胶膜时，优选为整面铺贴，能够在固化时起到补充胶液的作用，确保成型后外表面无凹凸不平现象。
28.s13铺贴中舱外蒙皮；中舱外蒙皮包括至少一层，优选为多层，具体根据成型件的厚度而定，在第一层和最后一层外蒙皮铺设完成后，在对应棱边处铺贴加强条，优选地，在中间层外蒙皮铺贴完成后，同样在对应棱边处铺贴加强条。通过棱边处的加强条，能够使得外蒙皮在折角处更加服帖。
29.s14放置连接铝件，并在中舱外蒙皮上粘接泡沫填充层；连接铝件优选为l型铝件，用于中舱和底舱的连接。放置l型铝件前需铺贴一层预浸料，能够使得铝件固定牢固。通过在已铺贴预浸料上涂抹胶水粘接泡沫，形成泡沫填充层。
30.s15在泡沫填充层上刷涂胶水并铺贴一层预浸料，形成中舱中蒙皮；s16整体套袋并放入固化炉中进行第一次高温固化；s17完成固化后进行铝骨架预埋，铝骨架内部填充有泡沫材料；s18铺贴中舱内蒙皮；同样地，中舱内蒙皮包括至少一层，优选为多层，具体根据成型件的厚度而定，在第一层和最后一层内蒙皮铺设完成后，在对应棱边处铺贴加强条，优选地，在中间层内蒙皮铺贴完成后，同样在对应棱边处铺贴加强条。通过棱边处的加强条，能够使得内蒙皮在折角处更加服帖。
31.s19整体套袋并放入固化炉进行第二次高温固化，脱模后得到中舱成型件。
32.优选实施例中，中舱分为对称的两段进行单独成型，两段分别成型后拼接形成中舱成型件。且两段单独成型件之间优选采用结构密封胶和连接板进行拼接。
33.s2底舱的成型工艺s21铺贴前准备；具体包括：1）模具清理、刷涂脱模剂、模具预热；对底舱成型模具进行清理，清理后刷涂脱模剂，优选刷涂3~4次，待脱模剂干燥后对模具进行预热。
34.2）裁剪待铺贴的预浸料和胶膜；3）预制前端盖、侧部法兰以及顶部法兰；其中制备前端盖时，同样首先在模具中铺设外蒙皮，再设置泡沫层，最后铺设内蒙皮，经过固化后脱模，得到预制的前端盖；顶部法兰预制件、侧部法兰预制件为包裹有预浸料的金属件。
35.s22铺贴棱边加强条与对应胶膜；在铺贴底舱外蒙皮前，通过铺贴棱边加强条与对应胶膜，能够使得在弯折处更好地贴合模具。模具上铺贴胶膜时，优选为整面铺贴，能够在固化时起到补充胶液的作用，确保成型后外表面无凹凸不平现象。
36.s23铺贴底舱外蒙皮；底舱外蒙皮包括至少一层，优选为多层，具体根据成型件的厚度而定，在第一层和
最后一层外蒙皮铺设完成后，在对应棱边处铺贴加强条，优选地，在中间层外蒙皮铺贴完成后，同样在对应棱边处铺贴加强条。通过棱边处的加强条，能够使得外蒙皮在折角处更加服帖。
37.s24在已铺贴面刷涂胶水，并将预制的前端盖放入模具中，同时复合侧部法兰预制件；s25复合蜂窝板，每复合一层蜂窝板，铺贴一层层间预浸料；s26铺贴底舱内蒙皮；同样地，底舱内蒙皮包括至少一层，优选为多层，具体根据成型件的厚度而定，在第一层和最后一层内蒙皮铺设完成后，在对应棱边处铺贴加强条，优选地，在中间层内蒙皮铺贴完成后，同样在对应棱边处铺贴加强条。
38.s27复合顶部法兰预制件；在已铺贴面刷涂胶水，将顶部法兰预制件固定于已铺贴部分顶部。
39.s28在底舱内部棱边处设置加强条；加强条包裹有预浸料；s29整体套袋放入固化炉进行高温固化，固化完成后脱模即得到底舱预制件。
40.s3将中舱成型件和底舱预制件装配为整体结构，优选在l型铝件进行钻孔，便于中舱与底舱螺栓连接，得到舱体成型件。
41.本发明的舱体的复合成型工艺，为复合成型方法，尤其适用于多折面、圆锥面舱体复合成型，舱体成型工艺分为中舱成型工艺和底舱成型工艺。中舱成型工艺中，采用模具，以铝骨架为基体铺贴玻纤预浸料，填充泡沫，通过两次高温固化成型后脱模；底舱成型工艺中，在模具上进行预浸料铺层，中间层辅以蜂窝材料，再铺贴预浸料并进行高温固化一次成型后脱模，最后将中舱和底舱装配为整体。中舱和底舱成型工艺中，通过在弯折处铺贴棱边强条，能够保证弯折面的成型。同时采用本发明的方法成型的舱体具有强度高，质量轻的特点。
42.本发明的舱体的复合成型工艺，中舱成型工艺中，采用两次固化的方式，首先在中舱外蒙皮、泡沫填充及中舱中蒙皮铺设完成后进行第一次固化，在骨架预埋及铺贴中舱内蒙皮后进行第二次固化；一方面，避免了由于整体固化厚度太厚而造成的固化时间长以及固化效果不佳的问题，另一方面，避免了在中舱中蒙皮等已铺贴面未固化的情况下，预埋骨架将已铺贴面的胶水挤出的问题。
43.本发明的舱体的复合成型工艺，泡沫材料的填充能够减少铝骨架的体积和重量，从而减轻整体重量，并且泡沫材料还起到保温作用。另外在铺贴底舱弧面时，采用蜂窝板代替泡沫起到保温作用，由于蜂窝板具有较好的延展性，能够在模具中实现沿弧面的铺贴成型。
44.为更好地理解本发明的成型工艺，以下结合附图提供具体实施例，对本发明的舱体成型工艺作进一步的详细描述：本发明的舱体成型工艺，包括中舱1和底舱2的成型工艺，中舱1和底舱2分别单独成型后，再将两者连接为整体。其中中舱1分为对称两段进行单独成型后拼接而成。
45.（1）中舱1的成型工艺包括如下步骤：（101）模具、材料与操作工具准备；对中舱成型模具进行清理，清理后刷涂脱模剂，待脱模剂干燥后对模具进行预热；
裁剪待铺贴的预浸料和胶膜；（102）铺贴棱边加强条与对应胶膜；（103）铺贴中舱外蒙皮11；在该具体实施例中，中舱外蒙皮11包括四层，具体操作方式包括如下步骤：铺贴第一层外蒙皮预浸料及胶膜，并在对应棱边处铺贴加强条；铺贴第二至四层外蒙皮预浸料，其中第三、四层预浸料铺贴完成后在产品对应棱边处铺贴加强条。
46.（104）放置l型铝件16，放置l型铝件前铺贴一层预浸料；（105）粘接泡沫填充层12；（106）在泡沫填充层12上刷涂胶水并铺贴一层中层预浸料，即中舱中蒙皮13；（107）整体套入真空袋并放入固化炉中进行第一次高温固化；（108）完成固化后取出真空袋并进行铝骨架预埋，铝骨架内部填充有泡沫材料；（109）铺贴中舱内蒙皮15；在该具体实施例中，中舱内蒙皮15包括四层，具体操作方式包括如下步骤：铺贴四层内蒙皮预浸料，每层预浸料铺贴完成后，在产品对应棱边处铺贴加强条。
47.（110）整体套入真空袋并放入固化炉进行第二次高温固化；（111）固化完成后脱模。
48.（112）按照上述方法分别制备两段成型件，并采用预浸料进行拼接，即得到中舱成型件。
49.（2）底舱2的成型工艺包括如下步骤：（201）模具、材料与操作工具准备；对底舱成型模具进行清理，清理后刷涂脱模剂，待脱模剂干燥后对模具进行预热；裁剪待铺贴的预浸料和胶膜；预制前端盖21、顶部法兰预制件22、侧部法兰预制件23；其中制备前端盖21时，同样首先在模具中铺设外蒙皮，再设置泡沫层，最后铺设内蒙皮，经过固化后脱模，得到预制的前端盖21。
50.（202）铺贴棱边加强条与对应胶膜；（203）铺贴底舱外蒙皮24；在该具体实施例中，底舱外蒙皮24包括四层，具体操作方式包括如下步骤：铺贴底舱第一层外蒙皮预浸料及胶膜，并在对应棱边处铺贴加强条；铺贴第二至四层外蒙皮预浸料，其中第三、四层预浸料铺贴完成后在产品对应棱边处铺贴加强条。
51.（204）在已铺贴面刷涂胶水，并将预制的前端盖21放入模具中，同时复合侧部法兰预制件23；（205）复合蜂窝板26，每复合一层蜂窝板，铺贴一层层间预浸料27；每层蜂窝板中间复合一层预浸料能够加强蜂窝板之间的连接强度；（206）铺贴底舱内蒙皮25；在该具体实施例中，底舱内蒙皮25包括四层，具体操作方式包括如下步骤：铺贴四层内蒙皮预浸料，每层预浸料铺贴完成后，在产品对应棱边处铺贴加强条。
52.（207）复合顶部法兰预制件22；通过刷涂胶水将顶部法兰预制件22与已铺贴部分顶部稳定连接；（208）在底舱内部棱边处间隔一定距离放置包裹有预浸料的加强条28；（209）整体套袋放入固化炉进行高温固化；（210）固化完成后脱模即得到底舱成型件。
53.（3）将中舱成型件和底舱成型件采用螺栓装配为整体结构，得到舱体成型件。
54.本发明采用复合成型工艺，利用模具进行复合成型，以铝骨架为基体铺贴玻纤、填充泡沫、填充蜂窝后高温固化成型，成型后的复合材料舱具有质量轻、强度高等特点。
55.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。