复合材料蜂窝夹层结构的共固化成型工艺研究

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1、第17届全国复合材料学术会议论文复合材料蜂窝夹层结构的共固化成型工艺研究StudyontheProcessofCo-CuredSandwichCompositesStructure中航工业复合材料技术中心毕红艳 段友社 陈永清 侯军生中国人民解放军驻沈阳飞机工业(集团)有限公司军事代表室李 察[8][摘要]在分析了复合材料蜂窝夹层的外形和结（胶膜）、蜂窝芯、胶黏剂、上蒙皮组成。构特点后，从零件材料、成型工艺、金相测试等方面对零件的制造工艺进行了详细的分析和研究。针对蜂窝夹层共固化零件各制造环节的关键技术和加工难点，提出了相应的工艺解决方案。关键词：蜂窝夹层结构复合材料共固化成型工艺[AB

2、STRACT]Basedonthestructureandshapeofcompositehoneycombsandwich,themanufacture图1蜂窝夹层结构示意图technologiesaredetailedlystudiedandanalyzedfromFig.1　Honeycombsandwichstructurematerial,process,metallographicatlas,etal.Thispaperaimsatofferingthepropertechnologytosolvetheproblemsin本文选用了比较典型的蜂窝夹层零件外形，如图2keyp

3、ointsoftheco-curetechniqueandthemachiningpro-所示，它包含了等高度（平面）和变截面蜂窝蜂窝夹层cess.结构。上下蒙皮的铺层为【±45/0/±45】，其中±45°Keywords:CompositesHoneycombsandwich为CF3031/BA9916-Ⅱ织物预浸料，0°为CCF300/structureCo-cureprocessBA9916-Ⅱ预浸料。夹芯结构具有较高的减重效率，在各种军、民机雷[1-5]达罩、舱门、副翼和舵面结构中广泛使用。为了降低复合材料制造成本，蜂窝夹层结构的共固化成型工艺越[6-7]来越受到重视。对于夹层结

4、构，设计的结构比较复杂，蜂窝需要在飞机上梁、框、肋等主体结构部位断开，导致加压不当，就会出现蜂窝大面积压塌的现象，造成制件的报废；采用共固化成型工艺的情况下，通过蜂窝传递面板的压力是不均匀的，再加上内外蒙皮往往为薄壁结图2 蜂窝夹层结构零件的外形图构，导致上下蒙皮受力不均而出现大面积的孔隙密集，造Fig.2 Theshapeofhoneycombsandwichstructure成制件的报废。为了成功的制造出符合设计要求的零件，我们对零件的制造工艺进行系统的研究和试验。1.2材料CF3031/BA9916-Ⅱ织物预浸料：含胶量为1 蜂窝夹层结构零件的结构、形状、材料及38±2%，固化后单

5、层厚度为0.23mm，树脂体系为高温制造难点固化韧性环氧树脂，北京航空制造工程研究所；CCF300/1.1蜂窝夹层结构零件的结构、形状BA9916-Ⅱ预浸料：含胶量为34±3%，固化后单层厚蜂窝夹层零件如图1所示，主要有下蒙皮、胶黏剂度为0.125mm，树脂体系为高温固化韧性环氧树脂，北670第17届全国复合材料学术会议论文京航空制造工程研究所；Nomex蜂窝：规格NRH-2-48，发泡胶中发泡剂分布不均而引起的局部过量发泡。高度20mm，平压强度≥1.48MPa，纵向剪切≥0.89MPa，为解决以上问题，我们做了几个试验，见表1，其中：剪切模量37.8MPa，横向剪切≥0.53MPa，

6、剪切模量a.填满发泡胶，不抽真空；b.填满发泡胶，抽真空；c.不22.8MPa；北京航空制造工程研究所；J116A胶膜：厚度填满发泡胶，抽真空；d.不填满发泡胶，不抽真空。20.35~0.40mm，面密度(420±30)g/m，针织尼龙纱网载体由表1结果表明，在蜂窝发泡过程中，发泡胶的填膜状，常温(23℃)板-板剥离强度≥7.5KN/m，剪切强充量和发泡过程中是否抽真空对发泡效果有决定性影度≥35MPa，黑龙江石化所；J-60粉状发泡胶:密度0.6g/响，c组填充的发泡胶填充比例为1:1.2，并且发泡过程3cm，发泡比1:1.2,常温(23℃)抗压强度≥15MPa，管剪中一直抽真空，具有

7、很好的发泡效果。强度≥5MPa，黑龙江石化所。蜂窝发泡后，要根据所需的形状进行切割，加工时1.3蜂窝夹芯结构共固化成型难点采用辅助工装配合，避免对尖角区蜂窝造成损伤。根据蜂窝夹层结构零件的外形和结构特点、材料、2.2蜂窝夹层结构的共固化工艺参数的确定质量要求等和复合材料制造工艺特点，其制造难点如采用共固化工艺成型蜂窝夹层结构，需要根据预下：浸料、蜂窝芯、胶膜对温度和压力的要求制定固化工艺。（1）蜂窝芯的边缘发泡工艺及加工工艺；最终确