本發(fā)明屬于復(fù)合材料成型技術(shù)，涉及一種改善蜂窩夾心結(jié)構(gòu)復(fù)合材料孔隙率的成型方法。

背景技術(shù)：

復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)因能大幅度降低結(jié)構(gòu)的重量，提高彎曲剛度、改善隔音性能和隔熱性能等優(yōu)良特點(diǎn)，是航空航天領(lǐng)域常見的一種結(jié)構(gòu)形式。熱壓罐成型工藝是常用于復(fù)合材料蜂窩夾心結(jié)構(gòu)零件的傳統(tǒng)成型工藝方法。

由于蜂窩的特殊性，需通過(guò)膠膜與上下蒙皮膠接，一般采用蜂窩與蒙皮共固化工藝。在固化過(guò)程中，貼模面的蒙皮是通過(guò)蜂窩芯來(lái)傳遞壓力固化的，在此過(guò)程中，工藝參數(shù)的合理選取，對(duì)復(fù)合材料蜂窩零件成型質(zhì)量產(chǎn)生重大影響，而對(duì)于貼模面蒙皮的孔隙率尤為明顯。因此工藝參數(shù)的選取，對(duì)于提高復(fù)合材料蜂窩結(jié)構(gòu)件的制造精度有重大意義。

現(xiàn)有技術(shù)蜂窩夾心結(jié)構(gòu)復(fù)合材料孔隙率的成型工藝由于未充分考慮樹脂凝膠點(diǎn)，且升溫過(guò)程難以有效控制，容易出現(xiàn)樹脂在未充分流動(dòng)的情況下提前固化，未將樹脂中的小分子氣體充分排出，從而會(huì)導(dǎo)致零件孔隙過(guò)大，使得零件無(wú)損檢測(cè)異常，產(chǎn)品合格率極低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明目的是：提供一種能夠有效排出小分子氣體，改善蜂窩夾心結(jié)構(gòu)復(fù)合材料孔隙率，提高成型質(zhì)量的工藝方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種蜂窩夾心結(jié)構(gòu)復(fù)合材料成型方法，其將處理后的蜂窩與蒙皮進(jìn)行膠接，形成蜂窩夾心結(jié)構(gòu)，然后對(duì)蜂窩夾心結(jié)構(gòu)進(jìn)行固化，固化時(shí)，先抽真空，然后逐步加壓，在特定壓力時(shí)，關(guān)閉真空通大氣，當(dāng)壓力至0.3+0.05MPa，以0.5-2.5℃/min的升溫速率升溫至130±5℃，以充分排出小分子氣體，并繼續(xù)升溫固化，再冷卻卸壓。

蜂窩處理時(shí)，先對(duì)蜂窩芯進(jìn)行清洗，烘干，然后進(jìn)行邊緣的倒角、倒圓角處理。

蒙皮與蜂窩膠接是采用蒙皮與蜂窩芯共膠接的方式完成。

固化之間抽真空時(shí)，所抽真空至-0.034MPa,保持10min，真空值不下降0.0014MPa。

第二階段升溫固化是采用0.15-1.5℃/min速率升溫至180±5℃，保溫至少90min，以使得零件充分固化。

冷卻時(shí)采用以不大于2.5℃/min的降溫至60℃以下，然后卸壓出罐。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明蜂窩夾心結(jié)構(gòu)復(fù)合材料成型工藝方法通過(guò)對(duì)蜂窩夾心結(jié)構(gòu)壓力以及升溫速率的控制，對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行全面優(yōu)化，使得蒙皮的樹脂充分流動(dòng)，并使小分子氣體有效排出，大幅改善蜂窩夾心結(jié)構(gòu)復(fù)合材料孔隙率，同時(shí)能夠保證零件力學(xué)性能，所制得的產(chǎn)品無(wú)損檢測(cè)通過(guò)率高，產(chǎn)品合格率可以達(dá)到95％以上，從而很好的滿足產(chǎn)品的成型質(zhì)量要求。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明蜂窩夾心結(jié)構(gòu)復(fù)合材料成型工藝方法的固化參數(shù)曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程，在原有復(fù)合材料孔隙率的成型工藝進(jìn)行大幅改進(jìn)優(yōu)化，結(jié)合復(fù)合材料工裝熱分布結(jié)果，充分考慮蒙皮樹脂凝膠點(diǎn)的溫度特性，優(yōu)化空氣工藝參數(shù)設(shè)置，通過(guò)調(diào)整升降溫速率、外壓加壓時(shí)間點(diǎn)來(lái)充分排出小分子氣體，減少孔隙率，提高零件成型質(zhì)量。

本發(fā)明蜂窩夾心結(jié)構(gòu)復(fù)合材料成型工藝方法具體過(guò)程如下：

步驟1：蜂窩處理

對(duì)蜂窩芯進(jìn)行清洗，烘干，然后進(jìn)行邊緣的倒角、倒圓角處理；

步驟2：蒙皮與蜂窩膠接

將蒙皮與蜂窩芯進(jìn)行共膠接，使得蒙皮覆蓋蜂窩芯，形成蜂窩夾心結(jié)構(gòu)；

步驟3：固化

請(qǐng)參閱圖1，對(duì)蜂窩夾心結(jié)構(gòu)進(jìn)行固化，先進(jìn)行真空泄漏檢測(cè)，將零件真空袋與熱壓罐真空系統(tǒng)連接，抽真空至-0.034MPa,保持10min，真空值不下降0.0014MPa，以保證真空袋不泄露，同時(shí)，抽真空時(shí)，壓力不能過(guò)高，否則，蜂窩芯會(huì)出現(xiàn)塌陷，導(dǎo)致零件缺陷。

對(duì)蜂窩夾心結(jié)構(gòu)加壓,當(dāng)壓力達(dá)到0.069Mpa時(shí)，關(guān)閉真空通大氣，并繼續(xù)加壓，當(dāng)壓力至0.3+0.05MPa，以0.5-2.5℃/min的升溫速率升溫至130±5℃，從而使得樹脂充分流動(dòng)，使得小分子氣體能夠更為有效的排出；上述參數(shù)為本發(fā)明通過(guò)無(wú)數(shù)次的不確定實(shí)驗(yàn)獲取，采用上述特定參數(shù)，可以有效避免出現(xiàn)零件貧膠以及表面白斑，且小分子氣體能夠充分排出，所獲得的零件層壓區(qū)的孔隙率小于1％，蜂窩區(qū)無(wú)損檢測(cè)衰減值低，能夠有效滿足零件的質(zhì)量要求，如果不采用上述參數(shù)，會(huì)出現(xiàn)無(wú)法預(yù)期或難以控制的不利效果；

再以0.15-1.5℃/min升溫至180±5℃，保溫至少90min，以使得零件充分固化，保證零件的力學(xué)性能；

最后以不大于2.5℃/min的降溫至60℃以下，卸壓，出罐。

綜上所述，由于在蜂窩夾心結(jié)構(gòu)復(fù)合材料成型技術(shù)領(lǐng)域，由于影響因素多，工藝復(fù)雜，參數(shù)的細(xì)微調(diào)整或改變，都有可能帶來(lái)不確定的技術(shù)效果，直接影響產(chǎn)品成型的穩(wěn)定性，成型質(zhì)量，因此工藝參數(shù)是核心技術(shù)，特別是參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)度高，關(guān)聯(lián)性難以明確和量化，因此獲得一組完整，并能具有積極效果和穩(wěn)定性能的參數(shù)是極其困難的。

為此，本發(fā)明蜂窩夾心結(jié)構(gòu)復(fù)合材料成型工藝方法通過(guò)對(duì)蜂窩夾心結(jié)構(gòu)壓力以及升溫速率的控制，對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行全面優(yōu)化，使得蒙皮的樹脂充分流動(dòng)，并使小分子氣體有效排出，大幅改善蜂窩夾心結(jié)構(gòu)復(fù)合材料孔隙率，同時(shí)能夠保證零件力學(xué)性能，所制得的產(chǎn)品無(wú)損檢測(cè)通過(guò)率高，產(chǎn)品合格率可以達(dá)到95％以上，從而很好的滿足產(chǎn)品的成型質(zhì)量要求。