复合材料热隔膜预成型工艺分析.pdf

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1、2015年第44卷机械设计与制造工程DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2015．09．006复合材料热隔膜预成型工艺分析黄莹(上海飞机制造有限公司复材胶接车间，上海201202)摘要：：随着复合材料在航空领域得到广泛应用，传统的手工铺贴工艺已经无法满足大厚度大尺寸主承力结构的生产需求，而自动铺带技术尚不能对异型承力结构完成铺贴。为了满足该主承力结构的生产需要，研究者提出了一种新的热隔膜预成型工艺方法。该工艺方法可以将铺贴好的预浸料层压平板通过施加一定的温度和压力折弯成C型、L型梁等异型结构。此外还从设备构造、

2、工艺参数和工装设计3个方面分别阐述了单隔膜和双隔膜的特点及优缺点。关键词：热隔膜预成型工艺；单隔膜；双隔膜中图分类号：V261．97文献标志码：A文章编号：2095—509X(2015)O9—0020一o3近年来，复合材料以其优越的比模量、比强度、不到保障，且手工操作无法对大厚度大尺寸的零件耐热性和耐疲劳性，在航空制造业中得到了广泛应进行预成型，应用领域十分有限。因此，热隔膜预用。随着时间的推移，从初期复合材料用量25％成型工艺是一种高效的复合材料预成型工艺，国内提高到波音B787中复合材料用量达50％，甚至空如果发展成熟，将在航空

3、制造业中深受欢迎。客A350中复合材料用量已达52％，复合材料的应用比例已成为了判定飞行器先进与否的重要标志1热隔膜预成型工艺过程之一。随着复合材料制造技术的发展，其应用范围热隔膜预成型工艺是一种复合材料预成型方已从初期的整流罩及舵面类零件发展到次承力结法，就是通过铺贴一个工装大小的层压件，在隔膜构，甚至是梁、机翼和框等主承力结构。传统的手间的环境下，施加一定的压力和热量，使层压件慢工铺贴方法在制造C型梁、L型梁等主承力件时，慢地贴合在工装表面，形成所需的零件外形。其生产效率低、耗时长而且产品质量差。目前的复合实，这也是一种折弯方法

4、，即在较短的时间内，在隔材料自动铺带技术可以高效地制造平板零件，却无膜的辅助作用下，预成型出内部无孔隙，拐角处无法直接完成复杂的C型和L型等异型截面零件的褶皱、无纤维屈曲的零件。铺贴。对于这类异型截面，可以先利用自动铺带技热隔膜预成型工艺从零件的预成型方向进行术成型出层压平板，然后通过热隔膜工艺完成预成分类，可分为正向法和反向法，前者是隔膜从上往型。此种预成型方法已经成功地应用于大尺寸零下使层压件贴合工装表面并包住，后者则反之；而件的生产。空客公司的军机A400M的机翼梁就是从工艺方法上进行分类，可分为单隔膜和双隔膜预首次应用该热隔

5、膜成型技术生产的部件。在较成型方法。短的时间内，先采用自动铺带技术铺贴出预浸料层1．1单隔膜预成型过程压平板，然后通过改变真空速率驱动隔膜对预热过首先把平板预浸料放在工装表面上，隔膜放置的预浸料层压板进行折弯，使其逐步贴合到预成型在平板预浸料的上面并被隔膜框夹住，然后进行红工装上，以达到预想的形状和截面。该工艺方法与外加热，达到预设的温度，接着通过控制真空速率，手工铺贴相比，减少了缺陷，提高了铺贴精度和生使平板预浸料慢慢折弯贴合于工装型面，形成所需产效率。而对于复合材料零件的预成型，目前国内形状。一般采用手工折弯的方式进行。由于手工

6、折弯操1．2双隔膜预成型过程作容易造成R角纤维褶皱屈曲，故其产品质量得如图1所示，首先把平板预浸料定位在两个隔收稿日期：2015—05—29作者简介：黄莹(1988一)，女，湖北黄石人，上海飞机制造有限公司助理工程师，硕士，主要研究方向为复合材料零件制造工艺。·20·