本發(fā)明涉及復(fù)合材料零件制造工藝領(lǐng)域，具體涉及一種異形多腔復(fù)合材料零件的成型方法。

背景技術(shù)：

1、無人駕駛飛機(jī)簡稱“無人機(jī)”，是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)，或者由車載計(jì)算機(jī)完全地或間歇地自主地操作。與有人駕駛的飛機(jī)相比，無人機(jī)往往更適合那些太“愚鈍、骯臟或危險(xiǎn)”的任務(wù)，在民用方面，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用航拍、農(nóng)業(yè)、植保、微型自拍、快遞運(yùn)輸、災(zāi)難救援、觀察野生動(dòng)物、監(jiān)控傳染病、測(cè)繪、新聞報(bào)道、電力巡檢、救災(zāi)、影視拍攝等領(lǐng)域，極大地?cái)U(kuò)展了無人機(jī)的用途。

2、無人機(jī)的機(jī)身由多個(gè)部件組成，其中進(jìn)氣道是無人機(jī)氣動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，用于給無人機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)提供其工作所需的空氣，直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)是否正常工作、推力大小等有著至關(guān)重要的作用，從而對(duì)無人機(jī)的整體性能有極大的影響。

3、常規(guī)的無人機(jī)進(jìn)氣道構(gòu)型有s型、y型及帶有壁板的s型或y型等，在無人機(jī)的飛行過程中，強(qiáng)氣流會(huì)對(duì)其形成強(qiáng)內(nèi)壓，因此進(jìn)氣道需要內(nèi)表面光滑來保證其工作狀態(tài)下的進(jìn)氣量和氣體的流動(dòng)。此類異形多腔零件一般采用模具來制造，然而由于它的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，采用的模具結(jié)構(gòu)相應(yīng)的也較為復(fù)雜，常由芯模和底座或蓋板等組成，因此在脫模時(shí)較為困難、耗時(shí)長，效率低，所得產(chǎn)品的性能較差、精度低，產(chǎn)品合格率較低，而且，傳統(tǒng)的金屬芯模設(shè)計(jì)與組裝也都較為復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的在于提供一種異形多腔復(fù)合材料零件的成型方法，通過采用高密度pmi泡沫作為一次性芯模整體成型，簡化了模具設(shè)計(jì)，降低了模具的制造成本，提高了零件生產(chǎn)效率，并且所制得的產(chǎn)品的型面光滑，滿足產(chǎn)品性能及精度的要求，產(chǎn)品合格率高，從而提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競爭優(yōu)勢(shì)。

2、為達(dá)成上述目的，本發(fā)明提出如下技術(shù)方案：

3、一種異形多腔復(fù)合材料零件的成型方法，具體包括以下步驟：

4、步驟一：根據(jù)零件結(jié)構(gòu)取若干塊芯模，對(duì)若干芯模根據(jù)零件型面結(jié)構(gòu)進(jìn)行機(jī)加工，將若干所述芯模組裝在一底座上并進(jìn)行定位校準(zhǔn)，打磨所有所述芯模的表面使其滿足零件表面的精度要求，得到模具工裝，在所有所述芯模表面鋪貼一層帶膠脫模布；其中，所有所述芯模的材質(zhì)均為高密度pmi泡沫；

5、步驟二：取碳纖維預(yù)浸料，解凍5-7小時(shí)后裁剪成若干料片；

6、步驟三：在所述模具工裝的所述芯模表面鋪貼所述料片形成若干層鋪層，得到零件粗坯，在最后一層鋪層的表面鋪貼一層橡膠軟膜，其中，第一層鋪層及后續(xù)的每3-4層鋪層鋪貼完成后進(jìn)行一次制袋封裝抽真空預(yù)壓實(shí)；

7、步驟四：將步驟三的所述模具工裝與所述零件粗坯形成的組合件置于熱壓罐中固化，固化完成后卸壓、開罐，得到由所述零件粗坯固化后形成的零件粗品；

8、步驟五：破壞所述模具工裝上的所述芯模，將所述零件粗品從所述模具工裝上取下，去除所述零件粗品的飛邊，按照零件加工線對(duì)所述零件粗品進(jìn)行精加工，制得零件成品，并進(jìn)行檢測(cè)。

9、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟一中的所述底座為金屬底座。

10、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，若干所述芯模之間采用凸臺(tái)與凹槽嵌接的方式進(jìn)行定位連接。

11、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述高密度pmi泡沫的密度為110±10kg/m3,以及孔徑為0.1-0.3mm。

12、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟二中的所述碳纖維預(yù)浸料包括碳纖維織物預(yù)浸料和/或碳纖維單向帶預(yù)浸料。

13、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟三中的所述鋪層的數(shù)量為15層。

14、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟三中，同一層所述鋪層的所述料片之間采用搭接的方式進(jìn)行連接，搭接尺寸為15-30mm，不同層所述鋪層的所述料片的搭接位置錯(cuò)開至少20mm。

15、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟三中的所述制袋抽真空預(yù)壓實(shí)的真空度為950mbar以上，并且5min之內(nèi)壓降不超過30mbar。

16、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟四中的固化過程全程抽真空，首先以不超過2℃/min的升溫速度升至81±3℃，保溫30±5min；當(dāng)溫度進(jìn)入保溫階段時(shí)開始加壓，加壓至0.3±0.03mpa，再以不超過2℃/min的升溫速度升至125℃±5℃，保溫95min±5min；接著以不超過2℃/min的降溫速率降溫，當(dāng)降到60℃以下時(shí)，卸壓、開罐。

17、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述固化過程以空氣或氮?dú)鉃楣袒橘|(zhì)。

18、本發(fā)明的技術(shù)方案提供了一種異形多腔復(fù)合材料零件的成型方法，采用高密度pmi泡沫作為一次性芯模，與底座組裝形成模具工裝，作為產(chǎn)品材料鋪貼的整體成型工具，待產(chǎn)品固化成型后將一次性芯模破壞即可將產(chǎn)品從模具工裝上取下，脫模方式簡單，簡化了成型工藝，既不容易對(duì)產(chǎn)品造成損傷，保證了產(chǎn)品的表觀質(zhì)量，又縮短了產(chǎn)品的制造周期，降低了制造難度和制造成本，提高了產(chǎn)品的合格率，從而提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競爭優(yōu)勢(shì)。

19、應(yīng)當(dāng)理解，前述構(gòu)思以及在下面更加詳細(xì)地描述的額外構(gòu)思的所有組合只要在這樣的構(gòu)思不相互矛盾的情況下都可以被視為本公開的發(fā)明主題的一部分。

20、結(jié)合附圖從下面的描述中可以更加全面地理解本發(fā)明教導(dǎo)的前述和其他方面、實(shí)施例和特征。本發(fā)明的其他附加方面例如示例性實(shí)施方式的特征和/或有益效果將在下面的描述中顯見，或通過根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的具體實(shí)施方式的實(shí)踐中得知。

技術(shù)特征：

1.一種異形多腔復(fù)合材料零件的成型方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異形多腔復(fù)合材料零件的成型方法，其特征在于，所述步驟一中的所述底座為金屬底座。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異形多腔復(fù)合材料零件的成型方法，其特征在于，若干所述芯模之間采用凸臺(tái)與凹槽嵌接的方式進(jìn)行定位連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異形多腔復(fù)合材料零件的成型方法，其特征在于，所述高密度pmi泡沫的密度為110±10kg/m3,以及孔徑為0.1-0.3mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異形多腔復(fù)合材料零件的成型方法，其特征在于，所述步驟二中的所述碳纖維預(yù)浸料包括碳纖維織物預(yù)浸料和/或碳纖維單向帶預(yù)浸料。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異形多腔復(fù)合材料零件的成型方法，其特征在于，所述步驟三中的所述鋪層的數(shù)量為15層。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異形多腔復(fù)合材料零件的成型方法，其特征在于，所述步驟三中，同一層所述鋪層的所述料片之間采用搭接的方式進(jìn)行連接，搭接尺寸為15-30mm，不同層所述鋪層的所述料片的搭接位置錯(cuò)開至少20mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異形多腔復(fù)合材料零件的成型方法，其特征在于，所述步驟三中的所述制袋抽真空預(yù)壓實(shí)的真空度為950mbar以上，并且5min之內(nèi)壓降不超過30mbar。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異形多腔復(fù)合材料零件的成型方法，其特征在于，所述步驟四中的固化過程全程抽真空，首先以不超過2℃/min的升溫速度升至81±3℃，保溫30±5min；當(dāng)溫度進(jìn)入保溫階段時(shí)開始加壓，加壓至0.3±0.03mpa，再以不超過2℃/min的升溫速度升至125℃±5℃，保溫95min±5min；接著以不超過2℃/min的降溫速率降溫，當(dāng)降到60℃以下時(shí)，卸壓、開罐。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的異形多腔復(fù)合材料零件的成型方法，其特征在于，所述固化過程以空氣或氮?dú)鉃楣袒橘|(zhì)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種異形多腔復(fù)合材料零件的成型方法，包括以下步驟：采用高密度PMI泡沫制成若干芯模，并將其組裝于底座上，制得模具工裝；取碳纖維預(yù)浸料解凍后裁剪成若干料片；在模具工裝表面上鋪貼料片形成若干鋪層，并進(jìn)行抽真空預(yù)壓實(shí)，制得零件粗坯；將零件粗坯固化、脫模、精加工得到零件成品。本發(fā)明的成型方法在保證產(chǎn)品型面精度的同時(shí)，可以縮短制造周期，降低制造成本，提高產(chǎn)品合格率，從而提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競爭優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)研發(fā)人員：張婧,王明軍,鄧富強(qiáng),宋宏翔,劉瑞東,李廣杰,孔航
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京聚隆復(fù)合材料技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19