复合材料T型加筋壁板成型工艺研究.pdf

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1、科技展望2017/12复合材料“T”型加筋壁板成型工艺研究武彬彬(中航工业西飞，陕西西安710089)【摘要】介绍了一种复合材料“T”型加筋壁板的制造方法。从工艺放填角预浸料，最后铺放下缘条。制造及模具设计两方面论述了如何解决复合材料“T”型加筋壁板成该“T”型长桁难点在于零件腹板面及三角区无损质量，主要型工艺中存在的无损、外形控制、变形和脱模等问题。实验结果表明，关注两个方面:通过对工装芯模增加拔模角度，可解决复合材料零件回弹变形难题;(1)定模具和动模型面的协调性要好，不单单要保证单个型采用金属模具和复合材料模具相结合的方式，可有效保证肋与蒙

2、皮的面的精度，还要严格控制组合后间隙的大小。胶接质量及定位准确性。(2)在动模底部放置润滑措施，保证固化过程中动模能够在【关键词】复合材料加筋壁板“T”型罐压作用下顺利滑动，对零件施压。2蒙皮结构及制造工艺新型飞机复合材料不但用量上有了飞跃式的发展，复材零件蒙皮采用自动铺带工艺完成，研究自动铺带工艺应用过程中，在尺寸上、结构难度也将达到一个新的高度。零件结构由次级结铺设间隙、铺设压力和铺设温度对根据材料的不同，都会对铺贴质构件向主承力结构进化，而主承力结构复材零件的主要结构代表量造成影响。针对此次材料摸索出了自动铺带工艺中的极限铺设就是加筋壁板，

3、广泛应用于飞机的翼面，机身等部位。目前国内加间隙和铺设温度，给出铺设压力的设定方式。筋壁板等主承力结构零件的制造技术还比较落后，以往研制历史仅局限于试验件，相对来说还是一个比较陌生的领域。对于将来复材发展的基础结构来说，突破和掌握各类加筋壁板制造技术就显得尤为重要。本研究以“T”型加筋壁板结构为代表，蒙皮与9根“T”型长桁(展向)采用胶接共固化方案，热压罐成型。即，“T”型长桁手工铺贴成型，先进热压罐进行固化，然后蒙皮自动铺带成型，然后通过胶膜将固化完成的“T”型长桁粘接到蒙皮上，进入热压罐进行固化。1“T”型长桁结构及制造工艺图2蒙皮铺贴示意图

4、本研究复合材料“T”型长桁是T800碳纤维材料，如图1(a)所3组合示，其铺层顺序如表1所示。按照“T”型长桁的铺层设计可将长“T”型长桁零件固化完成后与湿蒙皮(未固化)通过胶膜进行桁分为四部分，分别是下缘条、左腹板、右腹板和Ｒ区填充区，如组合。在其模具设计上我们选择了与复合材料膨胀系数非常接近图1(b)所示。的殷钢材料。其加工难度在于“T”型长桁缘条面与固化完成后的蒙皮面胶接质量问题，及“T”型长桁定位准确性问题。首先使用定位卡板的方法，将固化好的“T”型长桁放置到位，并在长桁与长桁之间放置尺寸合适的复材匀压板，如图3(a)所示。长桁定好位后去

5、掉定位卡板，在长桁两侧放置“L”型角材，然后封袋，并用定位夹加紧，如图3(b)所示，送入热压罐进行固化。(a)T型长桁示意图(b)肋结构示意图(a)长桁定位示意图图1“T”型肋结构示意图表1“T”型长桁结构典型铺层信息表左腹板右腹板下缘条Ｒ填充区铺层编号角度铺层编号角度铺层编号角度Ply145°Ply1－45°Ply10°Ply2－45°Ply245°Ply2－45°使用零件Ply390°Ply390°Ply345°相同单项(b)组合完后示意Ply445°Ply4－45°Ply490°带填充图3长桁与蒙皮组合示意图Ply5－45°Ply545°P

6、ly5－45°4结语Ply60°Ply60°Ply645°(1)详细介绍了大尺寸“T”型加筋壁板零件的共胶接成型工艺方法;复合材料“T”型长桁制造工艺流程大致可分为:工装准备、材(2)通过对“T”型长桁工装动模采取润滑措施，很好的解决了料准备、分别铺贴腹板面与缘条面、组合、Ｒ区域填充及保护。组合形式模具的传压问题;“T”型长桁成型模结构形式为组合模，由左、右半模组成。左(3)通过金属模具和复材辅助相结合的方式，能够有效的保半模为固定结构，右半模为活动结构。铺贴时先将左右半模上铺证长桁与蒙皮的胶接质量及蒙皮表面质量。贴相应铺层，然后将动模推到理论位

7、置，然后在左右半模结合处铺—76—