一种压模制件成型方法与流程

1.本发明属于复合材料成型技术领域，尤其涉及一种压模制件成型方法。


背景技术：

2.先进复合材料在20世纪60年代问世以来，因其具有重量轻、强度好、刚度好，耐热、吸声隔音、抗冲击、耐疲劳等特点，在航空航天结构的应用中带来了突出的减重效果和综合性能的显著提高。由于这种轻型结构材料具有最优比强度、比刚度、最大抗疲劳性能、表面光滑等特点，近年来复合材料在飞机制造领域的占有量在不断的增加，复合材料用量的多少也成为一架飞机先进性的重要指标之一，已在中国航天航空领域得到较为广泛地应用。复合材料模压制品的成型工艺是指在加热、加压的条件下在模腔内固化成制品的过程，它是温度、压力、时间综合作用的结果。目前复合材料构件的应用已扩展至飞机复杂构件、承力构件，如部分梁、肋等，但目前部分模压制件固化成型后，在各分模体配合区域存在夹布现象，导致部分布层扭曲变形，这一故障对零件结构强度、刚度的影响较大，因此工艺规范要求操作者在合模时需反复合模，直至各分模之间的合模间隙小于0.2mm,无夹布现象，这种方法对操作者的操作技能要求较高，且大大增强了劳动强度，也不能稳定的消除零件缺陷，影响产品质量和生产效率。随着产品质量的要求越来越高，提出了质量提升、降本增效、塑造精品型号的要求，因此进一步创新复合材料成型工艺技术越来越重要。


技术实现要素：

3.本发明的目的是有效预防复合材料(预浸料)模压制品合模区域夹布的故障，提高零件一次成型后的外观质量，保证零件强度、刚度等，消除故障、消除修理、减少浪费，降低劳动强度，实现提质增效。有鉴于此，本发明提供了一种压模制件成型方法，包括：
4.步骤s1：在预制体成型模8的表面铺放第三层预浸料4，抽真空压实；步骤s2：压实后，在第三层预浸料4上铺放第四层预浸料5，周围铺层范围大于预制体成型模8的切割线；
5.步骤s3：在第四层预浸料5上铺放脱模薄膜，
6.步骤s4：将铺放后的预制体成型模8糊制于真空袋内，进行固化；
7.步骤s5：固化后进行脱除预制体成型模8，形成预制体；
8.步骤s6：在模压制件的芯材1上铺放第一层预浸料2，抽真空压实；步骤s7：压实后，在第一层预浸料2上铺放第二层预浸料3，抽真空压实；
9.步骤s8：压实后，在第二层预浸料3上铺放预制体；
10.步骤s9：将铺放了预制体后的芯材1放置于上模体6和下模体7内进行合模；
11.步骤s10：合模后，进行固化；
12.步骤s11：固化完成后，脱除上模体6和下模体7，形成制件。
13.可选地，在步骤s1之前，使用丙酮或丁酮清洁预制体成型模8。
14.可选地，抽真空压实的方法还包括：抽真空至0.07-0.09mpa，保持真空状态30-40分钟。
15.可选地，在第三层预浸料4上铺放第四层预浸料5之后，在第四层预浸料5上铺设扒皮布，覆盖范围大于第四层预浸料5，在扒皮布上铺放脱模薄膜。
16.可选地，脱模薄膜覆盖范围大于扒皮布周圈20-30mm。
17.可选地，固化方法包括热压罐固化或热压床固化，固化的温度小于200℃。
18.可选地，真空袋包括透气毡、真空薄膜和密封胶条。
19.可选地，在步骤s9之前，使用丙酮或丁酮清洁上模体6和下模体7。
20.可选地，上模体6和下模体7的合模间隙不大于0.2mm。
21.可选地，脱模温度不大于60℃。
22.该方法有效预防复合材料(预浸料)模压制品合模区域夹布的故障，提高零件的成型外观质量和强度，提高了零件一次交件合格率，提高了顾客满意度。成型后可消除夹布故障，避免零件修理，减少人力、材料的浪费，缩短零件交付周期，实现提质增效。该方法成型后可消除夹布故障，避免零件修理，因修理方法一般为湿法成型，对操作者有害，此方法更环保，保障操作者职业健康。在合模过程中可一次满足工艺合模要求，相比于传统的工艺方法，避免反复合模，降低了工人劳动强度，减少了成型模定位件磨损，减少了合模安全风险。
附图说明
23.图1为根据本发明实施例的一种压模制件成型方法的流程图；
24.图2为根据本发明实施例的预制体成型示意图；
25.图3为根据本发明实施例的制件成型示意图；
26.附图标记说明：
27.1-芯材，2-第一层预浸料，3-第二次预浸料，4-第三层预浸料，5-第四层预浸料，6-上模体，7-下模体，8-预制体成型模。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.图1为根据本发明实施例的一种压模制件成型方法的流程图，图2为根据本发明实施例的压模制件预制体成型示意图，图3为根据本发明实施例的压模制件示意图，如图1-3所示：
30.步骤s1：在预制体成型模8的表面铺放第三层预浸料4，抽真空压实。具体地，将下好料的第三层预浸料4除去一面保护膜，使该面与预制体成型模8工作面贴靠，边贴靠边去除另一面保护膜，铺完后抽真空至0.07-0.09mpa预压实，抽真空后保持30-40分钟，以保证铺层紧密贴合模具。
31.根据本发明的一个实施例，在步骤s1之前，使用丙酮或丁酮清洁预制体成型模8。准备阶段，使用不掉毛的浸有丙酮或丁酮的布擦拭预制体成型模8整个工作表面，进行除油，去除残余物或灰尘，直至擦拭布上不再产生新的灰尘、油脂为止，保证预制体成型模8铺放预浸料及真空袋其他辅材材料的区域干净无灰尘，保证制件质量。
32.步骤s2：压实后，在第三层预浸料4上铺放第四层预浸料5，周围铺层范围大于预制体成型模8的切割线，优选大于切割线20-30mm。
33.根据本发的一个实施例，在第三层预浸料4上铺放第四层预浸料5之后，还可在第四层预浸料5上增加铺设扒皮布，覆盖范围大于第四层预浸料5，在扒皮布上铺放脱模薄膜。脱模薄膜覆盖范围可大于扒皮布周圈20-30mm，可防止扒皮布收缩，扒皮布用于吸胶。
34.步骤s3：在第四层预浸料5上铺放脱模薄膜，有孔或无孔脱模薄膜均可，易于脱模。
35.步骤s4：将铺放后的预制体成型模8糊制于真空袋内，进行固化。具体地，真空袋包括透气毡、真空薄膜和密封胶条，按糊制真空袋的规范，在脱模薄膜上铺放透气毡，然后用密封胶条、真空薄膜制作真空袋，糊制过程避免架桥，然后按工艺要求放置真空嘴。完成真空袋密封后宜检测真空度，合格后可进行入罐固化。进一步地，固化方法包括热压罐固化或热压床固化，固化的温度小于200℃。
36.步骤s5：固化后进行脱除预制体成型模8，形成预制体；具体地，脱模温度不大于60℃。
37.根据本发明的一个实施例，步骤s5之后，还可按切割线对预制体进一步加工，获得尺寸符合设计要求的预制体。
38.步骤s6：在模压制件的芯材1(即制件的原材料)上铺放第一层预浸料2，抽真空压实。具体地，保证芯材1与第一层预浸料2贴靠，铺放芯材1前检查其外观质量是否无问题，如果存在三伤等缺陷，需更换完好无损的芯材1，方可继续进行铺层。铺完第一层预浸料2后进行预压实，对其抽真空至0.07-0.09mpa，保持30-40分钟，进一步保证芯材1与第一次预浸料2紧密贴合。
39.步骤s7：压实后，在第一层预浸料2上铺放第二层预浸料3，抽真空压实，对其抽真空至0.07-0.09mpa，保持30-40分钟。
40.步骤s8：压实后，在第二层预浸料3上铺放预制体；调整其位置、状态满足工艺要求。具体地，可将其先放置在下模体7上，并检查其周圈是否有堆布等问题。
41.步骤s9：将铺放了预制体后的芯材1放置于上模体6和下模体7内进行合模；根据本发明的一个实施例，可使用不掉毛的浸有丙酮或丁酮的布擦拭模压制件成型模上模体6、下模体7整个工作表面。具体地，按工艺要求，检查合模定位器件状态，无问题后，将上模体6定位放置在下模体7上，检查合模间隙是否≤0.2mm，无问题后，按工艺要求用螺栓夹紧上模体6与下模体7。
42.步骤s10：合模后，进行固化；具体地，按模压制件工艺文件要求的固化参数进行入罐固化或者利用热压床进行固化，最高温度要小于200℃。
43.步骤s11：固化完成后，脱除上模体6和下模体7，形成制件。具体地，待温度降到60℃以下启模，启模后对制件进行外观清理与检查。
44.本发明适用于固化温度小于200℃的复合材料合模制件，关键点为依据零件铺层设计特点，合理选取部分铺层策划工艺预成型，制造预制体，预成型的铺层选取须遵循几个原则，一是选取结构简单的铺层作为预制体铺层，方便操作，使与之配套的预成型模体结构简单；二是预成型后的预制体在合模件制造的过程中易于放置，操作简单。具体的操作是在预成型模体完成铺层后在零件上依次铺放扒皮布、脱模薄膜、透气毡、糊制真空袋、检测真空袋气密性，待气密性检测符合要求后，入炉固化制作预制体；在成型模完成铺层及放置预
制体，合模及检查合模状态，入炉固化制造最终产品。
45.传统的工艺方法，要求操作者通过反复合模，检查合模状态，因为预浸料较软，在合模过程中不可避免出现布层堆积，导致夹布，此方法不仅劳动强度大，且不能彻底解决此故障。
46.因为工艺成型方法为合模制件，此方法主要特点就是预浸料在成型固化前与成型工装之间的配合为过盈配合，以保证在固化过程中加压良好，但保证了加压就会出现夹布这一矛盾；如果为了保证不夹布，就会使预浸料在成型固化前与成型工装之间的配合为间隙配合，但这会造成零件成型过程加压不良这一问题，出现铺层分层、芯材与预浸料脱粘或者弱胶接等故障，这一故障对产品强度影响更大。
47.在传统的工艺方法中，就需要积累数据，反复调整预浸料铺层与成型工装之间的过盈量，既保证加压良好，又尽量减少夹布的程度，这一方法复杂耗费物力、人力，且不能从根本上解决问题。
48.实施验证：按“具体实施方式”进行ec175型机复合材料侧端板合模件成型的具体步骤实施。经过18架机的验证，以彻底解决合模夹布故障，满足设计外观要求，消除零件修理，避免修理成本浪费，降低零件交付周期，提高零件生产效率，实现提质增效，提高了顾客满意度。
49.以上，仅为本发明的具体实施例，对本发明进行详细描述，未详尽部分为常规技术。但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。