本發(fā)明一種嵌件成型品的真空輔助滲透成型工藝方法屬于復(fù)合材料成型工藝技術(shù)領(lǐng)域，特別是屬于復(fù)合材料真空輔助滲透成型工藝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料是由強(qiáng)度很高的蒙皮和強(qiáng)度較低的輕質(zhì)夾層材料組成。蒙皮是高強(qiáng)度、高模量材料制造的面板，主要承擔(dān)大部分的拉、壓應(yīng)力；夾層材料所用的芯材主要是泡沫芯和芳綸紙蜂窩芯等多孔固體材料，主要承擔(dān)大部分的剪力。使用夾層材料來增加夾層結(jié)構(gòu)的厚度，可以在重量增加很少的前提下，大幅提高復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)剛度，同時(shí)又能減輕結(jié)構(gòu)重量，提高材料利用率?；谏鲜鰞?yōu)點(diǎn)，目前夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料已經(jīng)在飛機(jī)、船舶和導(dǎo)彈等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

然而，夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料在起吊和裝配時(shí)，不可避免的需要灌封安裝一定數(shù)量的異材質(zhì)嵌件。目前，常用的異材質(zhì)嵌件安裝方式是：先按要求在夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料上鉆嵌件孔(孔徑d)，并用刀具去除2d尺寸的夾層材料；將異材質(zhì)嵌件放入孔內(nèi)，注入膠粘劑并進(jìn)行固化。采用上述傳統(tǒng)的異材質(zhì)嵌件安裝方式，僅能滿足小型的受力較小的夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料零件的起吊和裝配要求。但是，對于一些大尺寸、大重量的夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料零件，尤其是特殊的單側(cè)蒙皮夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，由于異材質(zhì)嵌件與蒙皮接觸面積小、粘接強(qiáng)度低，經(jīng)常會出現(xiàn)異材質(zhì)嵌件脫落導(dǎo)致復(fù)合材料零件損壞的現(xiàn)象。因此，傳統(tǒng)的異材質(zhì)嵌件安裝方式已經(jīng)難以滿足一些大型的夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料零件的起吊和裝配要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是針對大型夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料采用傳統(tǒng)方式進(jìn)行嵌件安裝所存在的粘接強(qiáng)度低問題，提出了一種可靠的制造嵌件成型品的真空輔助滲透成型工藝方法。使用該方法制造的嵌件成型品，安裝后可以有效解決采用傳統(tǒng)嵌件安裝方式嵌件粘接強(qiáng)度不高易脫落的問題，并能滿足大型夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料特別是單側(cè)蒙皮的夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的起吊和裝配使用要求。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種嵌件成型品的真空輔助滲透成型工藝方法，該方法采取以下步驟：

(1)提供異材質(zhì)嵌件，將異材質(zhì)嵌件鑲嵌入的纖維織物中，使異材質(zhì)嵌件包覆在纖維織物內(nèi)，制成預(yù)成型體；

(2)提供剛性平板模具，將預(yù)成型體平鋪在涂有脫模體系的剛性平板模具上，并在預(yù)成型體上加蓋涂有脫模體系的工藝蓋板；

(3)按通用的真空輔助滲透成型工藝在蓋有工藝蓋板預(yù)成型體上依次鋪放剝離布、脫模布、導(dǎo)流介質(zhì)、注膠管路、單向透氣膜、抽氣管路，用真空袋膜將剛性平板模具的上述材料密封，然后接通抽氣管路對真空袋膜抽真空，待密封袋膜內(nèi)的真空壓力≤-0.09mpa時(shí)通過注膠管路向真空袋膜內(nèi)注入樹脂，當(dāng)樹脂完全浸潤預(yù)成型體后，停止注入樹脂，對剛性平板模具、真空袋膜及其包覆的材料加溫固化；

(4)注入樹脂的預(yù)成型體固化之后，將其從剛性平板模具上脫模，經(jīng)過機(jī)械加工獲得嵌件成型品。

所述異材質(zhì)嵌件為金屬、玻璃或陶瓷。

所述纖維織物為玻璃纖維織物、碳纖維織物或芳綸纖維織物。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明針對大型夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料采用傳統(tǒng)工藝進(jìn)行異材質(zhì)嵌件安裝所存在的粘接強(qiáng)度低的問題，結(jié)合真空輔助滲透成型工藝和嵌件成型工藝的特點(diǎn)，提出了一種嵌件成型品的真空輔助滲透成型工藝方法。使用該工藝方法制造的嵌件成型品，可以增加與復(fù)合材料蒙皮間的粘接面積，提高兩者間的粘接強(qiáng)度，有效解決了采用傳統(tǒng)異材質(zhì)嵌件安裝方式嵌件粘接強(qiáng)度不高易脫落的問題，并且能夠滿足大型夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料尤其是單側(cè)蒙皮夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的起吊和裝配使用要求。另外，該嵌件成型品能應(yīng)用于大中型飛機(jī)的大型單側(cè)蒙皮泡沫夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料零件上。

附圖說明

圖1是一種嵌件成型品的真空輔助滲透成型工藝示意圖

圖2是預(yù)成型體結(jié)構(gòu)示意圖

圖3是嵌件成型品二次膠接工藝示意圖

其中，1是鋁制平板模具，2是預(yù)成型體，3是剝離布，4是脫模布，5是注膠管路，6是導(dǎo)流介質(zhì)，7是單向透氣膜，8是真空袋膜，9是抽氣管路，10是鋁合金嵌件，11是玻璃纖維織物，12是工藝蓋板，13是嵌件成型品，14泡沫芯,15復(fù)合材料蒙皮，16是膠膜。

具體實(shí)施方式

一種嵌件成型品的真空輔助滲透成型工藝方法，該方法采取以下步驟：

(1)提供異材質(zhì)嵌件，將異材質(zhì)嵌件鑲嵌入的纖維織物中，使異材質(zhì)嵌件包覆在纖維織物內(nèi)，制成預(yù)成型體；

(2)提供剛性平板模具，將預(yù)成型體平鋪在涂有脫模體系的剛性平板模具上，并在預(yù)成型體上加蓋涂有脫模體系的工藝蓋板；

(3)按通用的真空輔助滲透成型工藝在蓋有工藝蓋板預(yù)成型體上依次鋪放剝離布、脫模布、導(dǎo)流介質(zhì)、注膠管路、單向透氣膜、抽氣管路，用真空袋膜將剛性平板模具的上述材料密封，然后接通抽氣管路對真空袋膜抽真空，待密封袋膜內(nèi)的真空壓力≤-0.09mpa時(shí)通過注膠管路向真空袋膜內(nèi)注入樹脂，當(dāng)樹脂完全浸潤預(yù)成型體后，停止注入樹脂，對剛性平板模具、真空袋膜及其包覆的材料加溫固化；

(4)注入樹脂的預(yù)成型體固化之后，將其從剛性平板模具上脫模，經(jīng)過機(jī)械加工獲得嵌件成型品。

所述異材質(zhì)嵌件為金屬、玻璃或陶瓷。

所述纖維織物為玻璃纖維織物、碳纖維織物或芳綸纖維織物。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。

本發(fā)明提出的嵌件成型品的制造工藝方法，是以通用的真空輔助滲透成型工藝方法為基礎(chǔ)，并結(jié)合一些嵌件成型工藝方法的特點(diǎn)，該工藝方法所采取的技術(shù)方案為：提供異材質(zhì)嵌件，并將異材質(zhì)嵌件鑲嵌入規(guī)定厚度的纖維織物中，使異材質(zhì)嵌件包覆在纖維織物內(nèi)，制成預(yù)成型體；提供剛性平板模具，將預(yù)成型體平鋪在涂有脫模體系的剛性平板模具上；在預(yù)成型體上加蓋涂有脫模體系的工藝蓋板；按通用的真空輔助滲透成型工藝依次鋪放剝離布、脫模布、導(dǎo)流介質(zhì)、注膠管路、單向透氣膜、抽氣管路和真空袋膜等輔助材料，然后抽真空，待密封袋膜內(nèi)的真空壓力≤-0.09mpa時(shí)注入樹脂，當(dāng)樹脂完全浸潤預(yù)成型體后，停止注膠并開始加溫固化；固化之后脫模，經(jīng)過機(jī)械加工獲得嵌件成型品。

本發(fā)明所述的嵌件成型品所使用的纖維織物、樹脂、剛性平板模具等在現(xiàn)有真空輔助滲透成型工藝中已普遍使用。如纖維織物可為玻璃纖維、碳纖維或芳綸纖維等，纖維織物的結(jié)構(gòu)可包括平紋布、斜紋布、鍛紋布或多軸向經(jīng)編織物等；如樹脂可包括低粘度的環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂或聚苯乙烯樹脂等；如剛性平板模具可以是鋼制、鐵制或鋁制等。

實(shí)施例一

制備6個(gè)尺寸為φ50mm×13.2mm玻璃纖維織物增強(qiáng)復(fù)合材料嵌件成型品，并在單側(cè)蒙皮泡沫夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料(泡沫芯厚度10mm，蒙皮厚度3.2mm)上進(jìn)行二次膠接。

原材料：模具：鋁制平板模具；

金屬嵌件：鋁合金嵌件(6個(gè))；

纖維織物：厚度為0.22mm的高強(qiáng)玻璃纖維織物；

面密度為1760g/m²的多軸向經(jīng)編玻璃纖維織物；

樹脂體系：環(huán)氧樹脂體系；

工藝蓋板：厚度為3.2mm的層壓玻璃布板；

有孔隔離膜：releasefilmsa4000p3；

脫模布：realeaseease234tfp；

剝離布：bleederleaseb；

導(dǎo)流介質(zhì)：greenfow7541；

單向透氣膜：厚度為0.22mm的尼龍附半透膜；

真空袋膜：wn1500；

注膠管和抽氣管：內(nèi)徑φ8mm的聚四氟乙烯管；

膠膜：面密度為300±30g/m²的環(huán)氧膠膜。

成型工藝過程：

1、制備預(yù)成型體2：剪裁6塊高強(qiáng)玻璃纖維織物和5塊多軸向經(jīng)編玻璃纖維織物,織物尺寸均為300mm×250mm；將6個(gè)鋁合金嵌件10鑲嵌在玻璃纖維織物11中，玻璃纖維織物11鋪放順序?yàn)椋合虏?貼模面為下)鋪放1層不開孔的高強(qiáng)玻璃纖維織物和2層開孔的高強(qiáng)玻璃纖維織物；中部為5層開孔的多軸向經(jīng)編玻璃纖維織物；上部為3層開孔的高強(qiáng)玻璃纖維織物；玻璃纖維織物11鋪放完畢，用脫模蠟填充鋁合金嵌件10的中孔。然后在在鋁合金嵌件10處的對應(yīng)放置6塊尺寸為φ50mm×3.2mm的涂有脫模體系的工藝蓋板12(預(yù)先在工藝蓋板12的圓心處鉆φ9mm孔)。

2、然后將預(yù)成型體2鋪放在涂有脫模體系的鋁制平板模具1上，然后依次鋪放剝離布3、脫模布4、導(dǎo)流介質(zhì)6、注膠管路5、單向透氣膜7、抽氣管路9，然后用真空袋膜8密封以上系統(tǒng)。

3、按要求配制環(huán)氧樹脂體系并進(jìn)行真空脫泡；將注膠管路5及抽氣管路9與外部對應(yīng)系統(tǒng)連接，打開注膠管路5閥門，按通用的真空輔助滲透成型工藝的方式進(jìn)行抽真空、注膠；待預(yù)成型體2完全被浸潤后，關(guān)閉注膠管路5閥門，進(jìn)行加溫固化。

4、固化完成后，脫模并按嵌件成型品13的尺寸要求進(jìn)行機(jī)械加工，制成尺寸為φ50mm×13.2mm的嵌件成型品13。

5、二次膠接：先在泡沫夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料與嵌件成型品13的膠接位置開孔，泡沫芯14開孔尺寸φ50mm，復(fù)合材料蒙皮15開孔尺寸φ9mm；然后清洗復(fù)合材料蒙皮和嵌件成型品的膠接面表面，并在嵌件成型品13、泡沫芯14和復(fù)合材料蒙皮15的各膠接面均勻鋪放一層膠膜16；按要求將嵌件成型品13鑲嵌入泡沫芯14和復(fù)合材料蒙皮15的開孔內(nèi)，最后進(jìn)行加溫固化。