申请/专利权人：绍兴宝旌复合材料有限公司;绍兴宝旌复合材料技术研发有限公司

申请日：2018-06-13

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN108688195B

主分类号：B29C70/34

分类号：B29C70/34;B29C70/54;F16S3/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2023.04.11#著录事项变更;2022.05.31#著录事项变更;2018.11.16#实质审查的生效;2018.10.23#公开

摘要：本发明涉及一种碳纤维复合材料梯形骨架结构及其成型方法，采用“分块铺贴，组合固化”的形式，先分别铺贴前梁前、前梁后、后梁前、后梁后和4个肋盒，然后，组合模具，进入热压罐固化。前梁前和后梁后的成型模具采用组合形式，保证了梯形骨架顺利脱模；采用定位挡块和螺栓紧固的工装设计形式，确保了4个肋盒的定位准确。前梁后、后梁前和肋盒的加压方式采用硅橡胶软膜加压方法，保证了内部复杂结构压力的均匀性和内表面质量。本碳纤维复合材料梯形骨架共固化成型工艺大量减少了紧固件的数量和胶接工序，实现了复合材料结构设计到制造一体化成型，进一步减轻了梯形骨架的重量，提高了生产效率。

主权项：1.一种碳纤维复合材料梯形骨架共固化成型方法，其特征在于，采用“分块铺贴，组合固化”的形式，具体包括以下步骤：第一步，对所有使用的模具进行表面清洁，然后在金属模具表面和组合面擦涂脱模剂，在木塑模具表面铺贴聚四氟乙烯脱模布；完成后，将模具组合后使用；第二步，前梁前和后梁后分别在金属模具上铺贴，前梁后和后梁前分别在木塑模具上铺贴，铺贴完成后，依据模具刻线对预制体与第四肋接触区域进行修型；第三步，第一肋、第二肋和第三肋先在阴模木塑模具上铺贴抽实，然后再将预制体取出，将裁剪好的补强布铺贴在预制体上一起套入硅橡胶阳模上；第四肋直接铺贴在阳模上；第四步，组合前梁前和前梁后，后梁前和后梁后，具体方法为，将前梁前和前梁后的模具刻线对齐，左右边缘对齐，预压实，对组合后的R角处，使用单向预浸带制成的捻子条填充平整，然后，使用预浸料将组合面封贴；后梁前和后梁后的组合方法同上；第五步，将前梁和后梁的木塑模具取出，将前梁和后梁的金属模具与底板模具组合；第六步，将第一肋、第二肋、第三肋和第四肋阳模模具分别放置到位；使用螺栓紧固定位挡块和4个肋盒阳模模具至贴合；第七步，将裁剪好的补强布铺贴在4个肋盒与前、后梁接触的立角位置；第八步，将前梁后和后梁前的硅橡胶铝芯软模加压模具放置到位，合上上盖板模具；第九步，封制整体真空袋，进入热压罐固化成型；所述的碳纤维复合材料梯形骨架结构，其主要包含前梁和后梁；“C”型前梁前和“C”型前梁后连接而成前梁，“C”型后梁前和“C”型后梁后连接而成后梁；肋盒的第一肋、第二肋和第三肋的短边同时与“C”型前梁后和“C”型后梁前进行连接，肋盒的第四肋同时与前梁的细端头和后梁的腹板面进行连接。

全文数据：一种碳纤维复合材料梯形骨架结构及其成型方法技术领域[0001]本发明涉及碳纤维技术领域，具体的说，是一种碳纤维复合材料梯形骨架结构及其成型方法。背景技术[0002]碳纤维复合材料具有比强度和比模量高、可设计性强和可整体成型等优势，其在航竺航天、轨道交通和风力发电等领域具有广泛应用。目前，复合材料的成型技术很多i由于采用预浸料一热压罐成型工艺制备的产品其缺陷少、工艺稳定性好，所以该成型工艺在航空领域应用最为广泛。[0003]复合材料整体成型化成型技术包括共固化和共胶接。共固化是指两个或两个以上的零件经过一次固化成形而制成的一个整体制件的工艺方法。共胶接是指把一个或多个己经固化成形而另一个或多个尚未固化的零件通过胶粘剂一般为胶膜在一次固化中固化并胶接成一个整体的工艺方法。[0004]某些复合材料部件需要采用整体固化成形以满足强度和轻量化要求，若采用共胶接、二次胶接或机械连接技术，很难达到强度和强量化两者同时满足的要求。发明内容[0005]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种碳纤维复合材料梯形骨架结构及其成型方法。[0006]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：[0007]—种碳纤维复合材料梯形骨架结构，其主要包含前梁和后梁；“C”型前梁前和“C”型前梁后连接而成前梁，“CT’型后梁前和“T型后梁后连接而成后梁;肋盒的第一肋、第二肋和第三肋的短边同时与“T型前梁后和“T型后梁前进行连接，肋盒的第四肋同时与前梁的细端头和后梁的腹板面进行连接。[0008]肋盒的第一肋、第二肋、第三肋和第四肋同时在连接位置处设有补强布，用于加强。[0009]所述的前梁为工字型结构。[0010]所述的后梁为工字型结构。[0011]具体细化为：“C”型前梁前和“C”型前梁后通过固化方法连接形成前梁，“c”型后梁前和“C”型后梁后通过固化方法连接形成后梁；[0012]肋盒的第一肋、第二肋和第三肋的短边同时与“CT，型前梁后和“T型后梁前通过固化方法进行连接，肋盒的第四肋同时与前梁的细端头和后梁的腹板面通过固化方法进行连接，[0013]—种碳纤维复合材料梯形骨架共固化成型工艺，本工艺采用“分块铺贴，组合固化”的形式，具体包括以下步骤：[0014]第一步，对所有使用的模具进行表面清洁，然后在金属模具表面和组合面擦涂脱模剂，在木塑模具表面铺贴聚四氟乙烯脱模布。完成后，将模具组合后使用；[0015]第二步，前梁前和后梁后分别在金属模具上铺贴，前梁后和后梁前分别在木塑模具上铺贴，铺贴完成后，依据模具刻线对预制体与第四肋接触区域进行修型；[0016]第^步，第一肋、第二肋和第三肋先在阴模木塑模具上铺贴抽实，然后再将预制体取出，将裁剪好的补强布铺贴在预制体上一起套入硅橡胶阳模上。第四肋直接铺贴在阳模上；[0017]第四步，组合前梁前和前梁后，后梁前和后梁后，具体方法为，将前梁前和前梁后的模具刻线对齐，左右边缘对齐，预压实，对组合后的R角处，使用单向预浸带制成的捻子条填充平整，然后，使用预浸料将组合面封贴。后梁前和后梁后的组合方法同上；[0018]第五步，将前梁和后梁的木塑模具取出，将前梁和后梁的金属模具与底板模具组合；[0019]第六步，将第一肋、第二肋、第三肋和第四肋阳模模具分别放置到位;使用螺栓紧固定位挡块和4个肋盒阳模模具至贴合；[0020]第七步，将裁剪好的补强布铺贴在4个肋盒与前、后梁接触的立角位置。[0021]第八步，将前梁后和后梁前的硅橡胶铝芯软模加压模具放置到位,合上上盖板模具。[0022]第九步，封制整体真空袋，进入热压罐固化成型。[0023]—本^0月的优点是:本碳纤维复合材料梯形骨架共固化成型工艺操作简单，可重复性好，同时有效的确保了肋盒位置的准确;并且减少了紧固件的数量和胶接工序，实现了复合材料结构设计到制造一体化成型，进一步减轻了梯形骨架的重量，提高了生产效率。附图说明[0024]附图1碳纤维复合材料梯形骨架结构示意图；[0025]附图2硅橡胶铝芯软模结构示意图；[0026]附图3-丨补强布铺贴示意图一；[0027]附图3-2补强布铺贴示意图二。[。_2麵中的巧为:1-前梁;2_前梁前;3—前梁后;4_后梁;5_后梁前;6_后梁后;7_第肋;8-第一肋;9-第二肋；10—第四肋；【【-桂橡胶软膜;12_招芯；13—补强布。具体实施方式[0029]对本发明做进—步详细翻。本碳纤维复合材料部件肋盒和前、后梁共固化成5工艺，米職隱娜獅，解决了彳機二次驗麵巾肋盒輸、后梁之醜胶接界面效应，减轻了梯形骨架的重量，提高了产品质量。[0030]实施例1、。棚纤雜t材料_骨架结构，其主要包含賴1獅梁4;“G，，雜梁前2和CJLff^麵贿梁，“G”麵梁前5和“G”麵麵6雜而齡梁;齡的第-肋桌二肋9的短边同时与‘r麵梁后和“c，，型后梁前连接，肋盒的第〇同时与削梁的细端头和后梁的腹板面进行连接。[0_肋盒的第-肋、第二肋、第三肋和第四肋同时在雜位置处设有补强布，用于加强。[0033]碳纤维复合材料梯形骨架共固化成型工艺，包括如下步骤：[0034]第一步，对所有使用的模具进行表面清洁，然后在前梁前、后梁后、第一肋阳模、第一肋阳検、弟二肋阳模、第四肋阳模和娃橡胶招芯12金属模具表面和组合面擦涂至少2遍脱剂，在目U梁后、后梁前、第一肋阴模、第二肋阴模和第三肋阴模模具表面铺贴聚四氟乙燦脱模布。完成后，将前梁前和后梁后金属模具组合后使用；[0035]第二步，分别在前梁前和后梁后金属模具上铺贴碳纤维织物预浸料3-4层，同时分别在前梁后和后梁前木塑模具上铺贴碳纤维织物预浸料3-4层，铺贴完成后抽真空压实，依据模具刻线对预制体与第四肋接触区域进行修型；[0036]第三步，先在第一肋、第二肋和第三肋阴模木塑模具上铺贴碳纤维织物预浸料4层抽真空压实，然后再将预制体取出，将裁剪好的4bm*40mm补强布铺贴在预制体上一起套入硅橡胶阳模上。直接在第四肋娃橡胶铝芯阳模上铺贴碳纤维织物预浸料4层抽真空压实；[0037]第四步，组合前梁前和前梁后，后梁前和后梁后，具体方法为，将前梁前和前梁后的模具刻线对齐，左右边缘对齐，抽真空压实，对组合后的R角处，使用单向预浸带制成的捻子条填充平整，然后，使用1层碳纤维织物预浸料将组合面封贴。后梁前和后梁后的组合方法同上；[0038]第五步，将前梁和后梁的木塑模具取出，将前梁和后梁的金属模具与底板模具组合；[0039]第六步，将第一肋、第二肋、第三肋和第四肋阳模模具分别放置到位;使用螺栓紧固定位挡块和4个肋盒阳模模具至贴合；[0040]第七步，将裁剪好的40mm*40mm补强布铺贴在4个肋盒与前、后梁接触的立角位置。[0041]第八步，将前梁后和后梁前的硅橡胶铝芯软模11加压模具放置到位，合上上盖板模具。[0042]第九步，封制整体真空袋，建立真空系统，并检查真空度，真空度需达到-85KPa以下，5min内真空泄露不超过17KPa，随即进入热压罐固化成型。[0043]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

权利要求：、、」•-丨，巾碳2维夏n材料梯开》骨架结构，其特征在于，其主要包含前梁和后梁；“c”型前劍u和c型刖梁后连接而成釗梁，“c”型后梁前和“c”型后梁后连接而成后梁肋合第—，第二：口第三=同时与謂时与前梁的细端头和后梁的腹板面进行连接。2.如权利^求1所賊-觀纤维复合材料獅體结构，其觀在于，肋盒的第一肋、第二肋、第三肋和第四肋同时在连接位置处设有补强布。3.如权利要求1所述的一种碳纤维复合材料梯形骨架结构，其特征在于，“C”型前梁前和“T型前梁后通过固化方法连接形成前梁，“C”型后梁前和“c”型后梁后通过固化方法连接形成后梁。4.如权利要^1所述的一种碳纤维复合材料梯形骨架结构，其特征在于，肋盒的第一肋、第二肋和第三肋的短边同时与“C”型前梁后和“c”型后梁前通过固化方法进行连接，肋盒的第四肋同时与前梁的细端头和后梁的腹板面通过固化方法进行连接。5.—种碳纤维复合材料梯形骨架共固化成型方法，其特征在于，采用“分块铺贴，组合固化”的形式，具体包括以下步骤：第一步，对所有使用的模具进行表面清洁，然后在金属模具表面和组合面擦涂脱模剂，在木塑模具表面铺贴聚四氟乙烯脱模布;完成后，将模具组合后使用；第一步，iu梁削和后梁后分别在金属模具上铺贴，前梁后和后梁前分别在木塑模具上铺贴，铺贴完成后，依据模具刻线对预制体与第四肋接触区域进行修型；第二步，桌一肋、第一肋和第三肋先在阴模木塑模具上铺贴抽实，然后再将预制体取出，将裁剪好的补强布铺贴在预制体上一起套入硅橡胶阳模上;第四肋直接铺贴在阳模上；第四步，组合前梁前和前梁后，后梁前和后梁后，具体方法为，将前梁前和前梁后的模具刻线对齐，左右边缘对齐，预压实，对组合后的R角处，使用单向预浸带制成的捻子条填充平整，然后，使用预浸料将组合面封贴;后梁前和后梁后的组合方法同上；第五步，将前梁和后梁的木塑模具取出，将前梁和后梁的金属模具与底板模具组合；第六步，将第一肋、第二肋、第三肋和第四肋阳模模具分别放置到位;使用螺栓紧固定位挡块和4个肋盒阳模模具至贴合；第七步，将裁剪好的补强布铺贴在4个肋盒与前、后梁接触的立角位置。第八步，将前梁后和后梁前的硅橡胶铝芯软模加压模具放置到位，合上上盖板模具；第九步，封制整体真空袋，进入热压罐固化成型。

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