專利名稱：：一種樹脂基復(fù)合材料預(yù)浸料鋪層預(yù)壓實(shí)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種樹脂基復(fù)合材料預(yù)浸料鋪層預(yù)壓實(shí)工藝，屬于復(fù)合材料加工
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：當(dāng)前新材料和新工藝的研究與應(yīng)用一直是高新技術(shù)的主要內(nèi)容之一。先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料具有優(yōu)異的性能，在各種裝備上得到了大量的應(yīng)用，取得了明顯的效益。先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料主要由增強(qiáng)纖維和樹脂基體組成，增強(qiáng)纖維如碳纖維、石英纖維、E及S玻璃纖維、芳綸纖維、高分子量聚乙烯纖和維陶瓷纖維等，樹脂基體如環(huán)氧、雙馬、氰酸酯、聚酰亞胺、聚醚醚酮等各種熱固性及熱塑性樹脂。預(yù)浸料是指纖維浸漬樹脂形成的片狀材料，是目前高性能樹脂基復(fù)合材料的主要原材料，而預(yù)浸料/熱壓成型技術(shù)是航空復(fù)合材料制造的主流技術(shù)，熱壓工藝一般為模壓、熱壓罐和真空袋壓法等工藝。為保證復(fù)合材料制件的質(zhì)量和纖維樹脂含量的精確性，一般預(yù)浸料鋪層固化前要采用預(yù)壓實(shí)工藝，但由于預(yù)浸料鋪層厚度與理論壓厚存在差距，一般預(yù)浸料鋪層厚度比理論壓厚要大，而且手工鋪層過程中層間存在間隙，這樣未固化前預(yù)浸料鋪層的外形尺寸與理論尺寸有較大的差距，特別是在異形雙曲面大厚度預(yù)浸料鋪層情況下，采用傳統(tǒng)預(yù)壓實(shí)工藝方法會(huì)造成鋪層預(yù)浸料公差積累到某一區(qū)域，沒有均布在整個(gè)制件表面，導(dǎo)致預(yù)浸料局部區(qū)域表面形成不規(guī)則的不可消除褶皺，特別是制件曲率大的部位更易出現(xiàn)該缺陷，從而嚴(yán)重影響復(fù)合材料力學(xué)性能連續(xù)性和厚度公差控制。因此需采用新的預(yù)壓實(shí)工藝材料和方法?？朔藗鹘y(tǒng)預(yù)壓實(shí)工藝方法的不均勻性，保證了復(fù)合材料制件固化后厚度和整體均勻性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題而設(shè)計(jì)提供了一種樹脂基復(fù)合材料預(yù)浸料鋪層預(yù)壓實(shí)工藝，其目的是解決傳統(tǒng)方法進(jìn)行異形雙曲面大厚度預(yù)浸料鋪層預(yù)壓實(shí)過程中出現(xiàn)的局部大褶皺問題，能夠?qū)亴油庑纬叽缯`差均布在整個(gè)制件表面，而不是積累在某一局部區(qū)域，使制件表面不會(huì)出現(xiàn)明顯的褶皺，保證了固化后制件的整體性和均勻性。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的該種樹脂基復(fù)合材料預(yù)浸料鋪層預(yù)壓實(shí)工藝，在模具表面按照設(shè)計(jì)鋪層次序進(jìn)行鋪層，每鋪層至5mm或制件鋪層厚度時(shí)進(jìn)行預(yù)壓實(shí)，工藝輔助材料依次為無孔或有孔隔離膜、四氟布、透氣氈，然后用密封膠條和真空袋密封，或采用橡膠袋密封，其特征在于在工藝輔助材料中的隔離膜與四氟布或四氟布與透氣氈之間加入柔性的孔網(wǎng)狀的均勻傳壓層，均勻傳壓層為有孔并剛?cè)峒骖櫟钠矫骖A(yù)壓實(shí)工藝輔助材料，采用曲面展開平面軟件如Topsolid將曲面分割成平面樣板，其厚度為0.lmm3mm，單個(gè)孔格的面積為0.25mm2100mm2。單個(gè)孔格的面積為4mm225mm2。均勻傳壓層的厚度為0.3mmlmm。3采用均勻傳壓層預(yù)壓實(shí)工藝輔助材料后對異形雙曲面大厚度預(yù)浸料鋪層進(jìn)行預(yù)壓實(shí)，鋪層表面無褶皺，外觀均勻，固化后表面狀態(tài)比傳統(tǒng)預(yù)壓實(shí)工藝改善很多，無影響復(fù)合材料整體性的褶皺出現(xiàn)。具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步地詳述將本發(fā)明工藝應(yīng)用于以下成分的預(yù)浸料鋪層材料的預(yù)壓實(shí)聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、酚醛樹脂、氰酸酯樹脂等樹脂。該種樹脂基復(fù)合材料預(yù)浸料鋪層預(yù)壓實(shí)工藝輔助材料依次為無孔或有孔隔離膜、四氟布、透氣氈，然后用密封膠條和真空袋密封，或采用橡膠袋密封，其特征在于在工藝輔助材料中的隔離膜與四氟布或四氟布與透氣氈之間加入柔性的孔網(wǎng)狀的均勻傳壓層；均勻傳壓層為金屬絲網(wǎng)、塑料絲網(wǎng)、混編絲網(wǎng)、打孔金屬或非金屬打孔薄板、各種規(guī)格和密度的金屬或非金屬薄層蜂窩；均勻傳壓層的孔格為正方形、長方形、六邊形，孔格面積為4mm225皿2，均勻傳壓層厚度為優(yōu)選0.3mmlmm;均勻傳壓層可整體或通過曲面展開軟件分塊后鋪放在模具上單獨(dú)真空或熱壓罐加壓定型，定型時(shí)間從1分鐘24小時(shí)，或?qū)⒕鶆騻鲏簩诱w，或通過曲面展開軟件分塊后鋪放預(yù)浸料鋪層上，預(yù)壓實(shí)與定型同時(shí)進(jìn)行，按照預(yù)浸料預(yù)壓實(shí)工藝曲線進(jìn)行。實(shí)施例1選取均勻傳壓層為鐵絲網(wǎng)，其鐵絲直徑O.5mm鐵絲，孔格為2mm正方形，鋪放在雙曲陽模表面上，然后鋪上四氟布和透氣氈，使用真空袋和密封膠條密封后抽真空，室溫停留10分鐘后打開真空袋。按照圖紙要求進(jìn)行蒙皮材料鋪層，蒙皮材料為SW-280A/3218，鋪完6層后，然后依次鋪上無孔膜、鐵絲均勻傳壓層、四氟布和透氣氈，使用真空袋和密封膠條密封后抽真空，推入熱壓罐，室溫抽真空升溫至模溫為70°C±5°C，保溫30分鐘后開罐推出模具，真空保持，待模溫低于4(TC，打開真空袋。其預(yù)壓實(shí)質(zhì)量和未加均勻傳壓層的傳統(tǒng)預(yù)壓實(shí)表面質(zhì)量比較見表l。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>實(shí)施例2選取均勻傳壓層為Nomex紙蜂窩，牌號為NH_1_1.83_48，為孔格邊長為2.75mm六邊形，密度為48kg/m3，蜂窩厚度為2mm3mm。按照圖紙要求進(jìn)行蒙皮材料鋪層，模具為雙表觀狀態(tài)無褶皺曲面陰模，蒙皮材料為T700/3234,按角度鋪完16層后，然后依次鋪上無孔膜、蜂窩均勻傳壓層、四氟布和透氣氈，使用真空袋和密封膠條密封后抽真空，推入熱壓罐，室溫抽真空升溫至模溫為70°C士5t:，保溫30分鐘后開罐推出模具，真空保持，待模溫低于4(TC，打開真空袋。其預(yù)壓實(shí)質(zhì)量和未加均勻傳壓層的傳統(tǒng)預(yù)壓實(shí)表面質(zhì)量比較見表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例3選取均勻傳壓層為銅絲網(wǎng)，其銅絲直徑O.3mm鐵絲，孔格為2.5mm正方形。根據(jù)機(jī)翼前緣天線罩模具展開形狀裁剪均勻傳壓層。按照圖紙要求進(jìn)行天線罩材料鋪層，材料為QW280/5528，鋪完12層后，然后依次鋪上無孔膜、銅絲絲均勻傳壓層、四氟布和透氣氈，使用真空袋和密封膠條密封后抽真空，推入烘箱中，室溫抽真空升溫至模溫為IO(TC±5°C，保溫10分鐘后，推出模具，真空保持，待模溫低于6(TC，打開真空袋。其預(yù)壓實(shí)質(zhì)量和未加均勻傳壓層的傳統(tǒng)預(yù)壓實(shí)表面質(zhì)量比較見表3。然后對模成型固化，固化工藝為19(TC，保溫2小時(shí)，壓機(jī)壓力為12MPa15MPa，固化后結(jié)果見表3。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>通過以上實(shí)施例及分析，本發(fā)明技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，解決傳統(tǒng)方法進(jìn)行異形雙曲面大厚度預(yù)浸料鋪層預(yù)壓實(shí)過程中出現(xiàn)的局部大褶皺問題，能夠?qū)亴油庑纬叽缯`差均布在整個(gè)制件表面，而不是積累在某一局部區(qū)域，使制件表面不會(huì)出現(xiàn)明顯的褶皺，保證了固化后制件的整體性和均勻性。本發(fā)明的預(yù)壓實(shí)工藝方法可以用于造船、輕軌、保溫運(yùn)輸、航空、航天、風(fēng)能、建筑等領(lǐng)域的復(fù)合材料制造。尤其是用在航空航天領(lǐng)域，能有效保證高性能復(fù)合材料的制造質(zhì)量,滿足復(fù)合材料整體性要求。權(quán)利要求一種樹脂基復(fù)合材料預(yù)浸料鋪層預(yù)壓實(shí)工藝，工藝輔助材料依次為無孔或有孔隔離膜、四氟布、透氣氈，然后用密封膠條和真空袋密封，或采用橡膠袋密封，其特征在于在工藝輔助材料中的隔離膜與四氟布或四氟布與透氣氈之間加入柔性的孔網(wǎng)狀的均勻傳壓層，其厚度為0.1mm～3mm，單個(gè)孔格的面積為0.25mm2～100mm2。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂基復(fù)合材料預(yù)浸料鋪層預(yù)壓實(shí)工藝，其特征在于單個(gè)孔格的面積為4mm225mm2。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂基復(fù)合材料預(yù)浸料鋪層預(yù)壓實(shí)工藝，其特征在于均勻傳壓層的厚度為0.3mmlmm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂基復(fù)合材料預(yù)浸料鋪層預(yù)壓實(shí)工藝，其特征在于均勻傳壓層為金屬絲網(wǎng)、塑料絲網(wǎng)、混編絲網(wǎng)、打孔金屬或非金屬打孔薄板、薄層蜂窩。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂基復(fù)合材料預(yù)浸料鋪層預(yù)壓實(shí)工藝，其特征在于均勻傳壓層的孔格為正方形、長方形、六邊形。全文摘要本發(fā)明涉及一種樹脂基復(fù)合材料預(yù)浸料鋪層預(yù)壓實(shí)工藝，工藝輔助材料依次為無孔或有孔隔離膜、四氟布、透氣氈，然后用密封膠條和真空袋密封，或采用橡膠袋密封，其特征在于在工藝輔助材料中的隔離膜與四氟布或四氟布與透氣氈之間加入柔性的孔網(wǎng)狀的均勻傳壓層，其厚度為0.1mm～3mm，單個(gè)孔格的面積為0.25mm2～100mm2。本發(fā)明技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，解決傳統(tǒng)方法進(jìn)行異形雙曲面大厚度預(yù)浸料鋪層預(yù)壓實(shí)過程中出現(xiàn)的局部大褶皺問題，能夠?qū)亴油庑纬叽缯`差均布在整個(gè)制件表面，而不是積累在某一局部區(qū)域，使制件表面不會(huì)出現(xiàn)明顯的褶皺，保證了固化后制件的整體性和均勻性。文檔編號B32B37/10GK101722706SQ200910250公開日2010年6月9日申請日期2009年12月11日優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日發(fā)明者劉京林,劉夢媛,姜健,崔溢,張華,楊明,溫磊,王清海,白樹成,蔡良元,陳夢怡申請人:中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空材料研究院