CN115302812B - 一种共胶接工艺制造大曲率复合材料零件的封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种共胶接工艺制造大曲率复合材料零件的封装方法。分别在已固化蒙皮的边缘余量区和成型模具的制袋区按照零件轮廓粘贴密封胶带，随后依次铺放透气织物和真空袋，并设置导真空连接口，完成第一步封装。之后在已固化蒙皮上完成预胶接结构层的制作，使用封装材料联同已封装区域对零件进行整体封装，同时设置第二处真空连接口，最后在热压罐中真空固化成型。本方法能够使实现已固化蒙皮在后续制造的全周期与成型模具完全贴合，保证了后续胶接定位的准确性，避免零件出现预浸料皱褶、蒙皮分层等问题，提高了产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及的是复合材料成型技术领域，具体为一种共胶接工艺制造大曲率复合材料零件的封装方法。
背景技术
复合材料制件在经历高温固化成型及冷却过程后，由于材料的热胀冷缩效应，基体树脂的化学反应收缩效应，以及复合材料与成型模具材料存在热膨胀系数的差异，其在恢复室温后不可避免的会产生一定的固化变形，造成固化后的复材制件与模具不能完全贴合。尤其对于部分曲率变化复杂或是型面具有明显转折的复材蒙皮，若后续工序还需要胶接未固化的长桁、芯材，或是铺贴上蒙皮预浸料，就需要使已固化的蒙皮与成型模具尽可能贴合，而后进行共胶接操作。通常的工艺方法是，蒙皮固化后于蒙皮边缘与工装不贴合位置使用脱模布或胶带进行固定。此种方法，仅能对已固化蒙皮边缘进行固定，对于中间曲率变化区域则无法保证其与工装完全贴合，影响长桁定位准确性，造成共胶接长桁轴线度偏离，或是由于封装前后外蒙皮曲率不一致，造成夹芯零件上蒙皮在曲率变化处出现皱褶、分层、孔隙等内外部缺陷。
因此，需要一种共胶接工艺制造大曲率复合材料零件的封装方法，实现已固化蒙皮，尤其是大曲率蒙皮在后续制造的全周期与成型模具完全贴合，保证后续胶接定位的准确性，避免在此过程中出现预浸料皱褶、蒙皮分层等问题，影响产品质量。
发明内容
本发明的目的是为了解决以上所提出的问题，而提出了一种共胶接工艺制造大曲率复合材料零件的封装方法。
一种共胶接工艺制造大曲率复合材料零件的封装方法，包括以下步骤：
1、将待胶接材料或零组件准备齐全，确保满足待胶接状态，同时将已固化蒙皮上的封装材料拆除，并将成型模具表面清理干净；
2、分别在已固化蒙皮的边缘余量区和成型模具的制袋区按照零件轮廓分别粘贴一圈密封胶带，在两圈密封胶带内侧放置第一透气织物，且在第一透气织物的上层铺设第一真空袋，第一真空袋同时覆盖住两圈密封胶带所围成的包络范围，并与密封胶带贴紧，第一透气织物上设有穿过第一真空袋的第一真空连接口，第一真空连接口与抽真空设备连接，启动设备，将已固化蒙皮与成型模具之间抽真空，在大气压的作用下使已固化蒙皮与成型模具完全贴合，此时断开真空连接，封闭第一真空连接口；
3、在已固化蒙皮的未封装区域上制作预胶接结构层；
4、使用无孔隔离膜整体包覆预胶接结构层和1-2中制成的封装区域，在无孔隔离膜上铺设第二透气织物，在第二透气织物的上层铺设第二真空袋，第二真空袋的边缘与成型模具之间设有密封胶带，将无孔隔离膜、第二透气织物及第二真空袋开口，使第一真空连接口穿过上述材料，并用密封胶条将第一真空连接口的边缘与第二真空袋的开口密封，在第一真空连接口的外侧设置第二真空连接口，第二真空连接口设置在第二透气织物上，并穿过第二真空袋；
5将已完成封装的零件放入热压罐，将第一真空连接口和第二真空连接口与抽真空系统连接，抽真空压实，完成固化。
进一步的，已固化蒙皮上粘贴的密封胶带处于边缘余量区宽度的1/2处，且已固化蒙皮的边缘余量区宽度不小于40mm。
进一步的，第一真空袋与密封胶条粘接后，第一真空袋在密封胶条外延伸的宽度为10mm～20mm。
进一步的，步骤1-2中成型模具的制袋区宽度应不小于100mm。
上述封装方法的有益效果是：
1)本发明提出的封装方法，简单易操作，将大曲率蒙皮余量区与成型模具单独封装，在后续制造的全周期可使二者完全贴合，保证后续胶接定位的准确性，避免在此过程中出现预浸料皱褶、蒙皮分层等问题，影响产品质量；
2)本发明提出的封装方法，适用范围广泛，尤其对于部分曲率变化复杂或是型面具有明显转折的复材蒙皮，若后续工序还需要胶接未固化的长桁、芯材，或是铺贴上蒙皮预浸料，经验证，效果好。
附图说明
图1已固化蒙皮封装方法示意图。
图2共胶接零件封装方法示意图。
图中编号说明：1-已固化蒙皮、2-成型模具、3-密封胶带、4-第一透气织物、5-第一真空袋、6-第一真空连接口、7-预胶接结构层、8-无孔隔离膜、9-第二透气织物、10-第二真空袋、11-密封胶条、12-第二真空连接口、13-边缘余量区。
具体实施方式
本实例中采用共胶接工艺制造的大曲率复合材料蜂窝夹层零件，由已固化蒙皮1和预胶接结构层7组成，预胶接结构层7为胶膜、蜂窝芯和待铺贴的上蒙皮，封装方法请参阅图1-2。
将蜂窝芯、胶膜、预浸料准备齐全，确保满足待胶接状态，同时将已固化蒙皮1上的封装材料拆除，并将周围成型模具2表面清理干净；
分别在已固化蒙皮1的边缘余量区13宽度的1/2处和成型模具2的制袋区按照零件轮廓粘贴一圈密封胶带3，已固化蒙皮1的边缘余量区13宽度为45mm，成型模具2的制袋区宽度为140mm；在两圈密封胶带3内侧放置第一透气织物9，且在第一透气织物4的上层铺设第一真空袋5，第一真空袋5需同时覆盖住两圈密封胶带3所围成的包络范围，并与密封胶带3贴紧，第一真空袋5在密封胶条11外延伸的宽度为15mm，第一透气织物4上设有穿过第一真空袋5的第一真空连接口6，第一真空连接口6与抽真空设备连接，启动设备，将已固化蒙皮1与成型模具2之间抽真空至0.08MPa以上，在大气压的作用下使已固化蒙皮1与成型模具2完全贴合，此时断开真空连接，封闭第一真空连接口6；
在已固化蒙皮1的未封装区域整面铺贴一层胶膜，按照激光投影确定的位置胶接蜂窝芯，在蜂窝芯上表面区域继续铺贴一层胶膜，而后逐层铺贴上蒙皮预浸料，形成预胶接结构层7；
使用无孔隔离膜8整体包覆预胶接结构层7和已封装区域，在无孔隔离膜8上铺设第二透气织物9，在第二透气织物9的上层铺设第二真空袋10，第二真空袋10的边缘与成型模具2之间设有密封胶带3，将无孔隔离膜8、第二透气织物9及第二真空袋10开口，使第一真空连接口6穿过上述材料，并用密封胶条11将第一真空连接口6的边缘与第二真空袋10的开口密封，在第一真空连接口6的外侧设置第二真空连接口12，第二真空连接口12设置在第二透气织物9上，并穿过第二真空袋10；
将已完成封装的零件放入热压罐，将第一真空连接口6和第二真空连接口12与抽真空系统连接，抽真空压实，完成固化。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (4)
1.一种共胶接工艺制造大曲率复合材料零件的封装方法，其特征在于包括以下步骤：
1-1将待胶接材料或零组件准备齐全，确保满足待胶接状态，同时将已固化蒙皮上的封装材料拆除，并将成型模具表面清理干净；
1-2分别在已固化蒙皮的边缘余量区和成型模具的制袋区按照零件轮廓分别粘贴一圈密封胶带，在两圈密封胶带内侧放置第一透气织物，且在第一透气织物的上层铺设第一真空袋，第一真空袋同时覆盖住两圈密封胶带所围成的包络范围，并与密封胶带贴紧，第一透气织物上设有穿过第一真空袋的第一真空连接口，第一真空连接口与抽真空设备连接，启动设备，将已固化蒙皮与成型模具之间抽真空，在大气压的作用下使已固化蒙皮与成型模具完全贴合，此时断开真空连接，封闭第一真空连接口；
1-3在已固化蒙皮的未封装区域上制作预胶接结构层；
1-4使用无孔隔离膜整体包覆预胶接结构层和1-2中制成的封装区域，在无孔隔离膜上铺设第二透气织物，在第二透气织物的上层铺设第二真空袋，第二真空袋的边缘与成型模具之间设有密封胶带，将无孔隔离膜、第二透气织物及第二真空袋开口，使第一真空连接口穿过上述材料，并用密封胶条将第一真空连接口的边缘与第二真空袋的开口密封，在第一真空连接口的外侧设置第二真空连接口，第二真空连接口设置在第二透气织物上，并穿过第二真空袋；
1-5：将已完成封装的零件放入热压罐，将第一真空连接口和第二真空连接口与抽真空系统连接，抽真空压实，完成固化。
2.根据权利要求1所述的一种共胶接工艺制造大曲率复合材料零件的封装方法，其特征在于所述的已固化蒙皮上粘贴的密封胶带处于边缘余量区宽度的1/2处，且已固化蒙皮的边缘余量区宽度不小于40mm。
3.根据权利要求1所述的一种共胶接工艺制造大曲率复合材料零件的封装方法，其特征在于所述的第一真空袋与密封胶条粘接后，第一真空袋在密封胶条外延伸的宽度为10mm～20mm。
4.根据权利要求1所述的一种共胶接工艺制造大曲率复合材料零件的封装方法，其特征在于所述的步骤1-2中成型模具的制袋区宽度应不小于100mm。
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