热压罐成型和VARI成型工艺.ppt

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1、潘利剑航空复合材料结构制造基本原理第二课热压罐成型和VARI成型工艺热压罐成型真空辅助成型内容提要热压罐成型热压罐成型工艺过程热压罐成型工艺热压罐成型工艺第一步：预浸料制备（纤维浸润树脂）手工下料自动下料：拖刀、高频振荡刀、超声刀第二步：预浸料裁剪（根据结构几何尺寸）热压罐成型工艺第三步：预浸料铺放手工铺放：适合小型复杂结构，工程中需激光投影定位，过程中需要预压实自动铺放：自动铺带、自动铺丝适合大型相对简单结构热压罐成型工艺第三步：预浸料铺放热压罐成型工艺自动铺带技术ATL优点适合大型结构件铺层大幅度节省时间、劳

2、力，速度较手工提高10倍节省原材料，废品率仅3-5%(手工25-30%)纤维铺贴角度更准，重复性好应用实例A380中央翼盒、尾翼、襟翼，B787机翼蒙皮ATL:AutomatedTapeLaying第三步：预浸料铺放热压罐成型工艺自动铺丝技术AFP优点(与ATL相比）适合于大曲面的制件应用实例B787机身，A380后机身非承压部分AFP:AutomatedFiberPlacement自动铺丝视频第三步：预浸料铺放热压罐成型工艺真空袋透气毡有孔隔离膜1吸胶毡有孔隔离膜2脱模布预浸料脱模布脱模剂模具抽真空密封胶带第四

3、步：封装热压罐成型工艺•真空袋：提供真空环境•透气毡：保持真空袋内均一的真空压力（分压）•有孔隔离膜1：防止树脂流动至透气毡，但是需要小分子气体能够通过至透气毡•吸胶毡：吸收被挤出而过剩的树脂•有孔隔离膜2：让树脂和小分子气体能够通过•脱模布：让复合材料制品表面具有布纹便于后续粘接或喷漆工序，同时脱模布应能够从制件表面剥离•脱模剂：防止树脂粘住模具表面热压罐成型工艺放辅料、打真空袋热压罐成型工艺热压罐固化工艺的设定，主要包括温度，压力，时间，真空度，升温速率等参数设定，不同树脂体系，固化工艺不同真空压力外加压力温

4、度时间第五步：热压罐内固化成型树脂粘度变化热压罐成型工艺用于制造B787机身筒体的热压罐(23.2×9.1米)热压罐成型工艺热压罐固化用成型模具选材原则足够的刚度、强度以保证不变形良好的热传导性和热稳定性与构件相匹配的热膨胀系数易于成型和加工，低成本热压罐固化典型缺陷分层由于层间应力或制造缺陷引起的层与层之间的分离，即层间的脱胶或开裂。控制方式设计和工艺上减小残余应力提高树脂韧性分层的显微照片热压罐固化典型缺陷变形复合材料制品与设计标准不符，外形曲率等参量发生变化的一种缺陷形式控制方式铺层设计(角度、比例、顺序)

5、工艺优化(固化温度、降温速度)模具种类(材料类型、结构形式)强迫矫正(加强筋、施加应力)热压罐固化典型缺陷孔隙复合材料成型过程中形成的微观小孔气孔孔隙长大到一定程度，成宏观状态出现的一种缺陷形式孔隙气孔热压罐固化典型缺陷脱粘两层复合材料胶接界面之间发生大面积的脱开现象富脂与贫胶复合材料制件中部分区域树脂含量过高，称为富脂；部分区域树脂含量过低，称为贫胶。夹杂制造过程中无意间带进制件中的杂质，如颗粒、碎片、膜片等整体化成型技术共固化(Co-curing)两个或两个以上的零件经一次固化成型而制成一个整体制件的工艺方法

6、二次胶接(SecondaryBonding)两个或多个预固化的复合材料零件通过胶接而连在一起，其间仅有的化学或热的反应是胶膜的固化（Boeing定义)共胶接(Co-bonding)把一个或多个已经固化成型而另一个或多个尚未固化的零件通过胶粘剂(一般为胶膜）在一次固化中固化并胶接成一个整体制件的工艺方法，是共固化与二次胶接的组合。整体化成型技术优点减少零件数目和连接件数目易于实现翼身融合体布局增加机体表面光滑完整程度避免钻孔，减少构件加工损伤A340垂直安定面：零件数2000件100件A310、A330垂直安定面

7、：零件数2000件20件平尾工艺方案-整体共固化整体化成型实例平尾外伸盒端工艺方案整体化成型实例整体化成型技术风险成型：大件报废，风险增大模具：大而复杂，工装成本上升检测：大型件的无损检测材料：胶粘剂，特殊材料需要在成型与装配成本之间进行平衡真空树脂注入成型特点：•衍生自RTM工艺•基本特点与RTM相同•树脂流动由真空压力驱动(与RTM不同)•仅需半面模具，另一面为真空袋•制品一面光滑•低成本工装设备•模具通常需要加热以固化树脂•生产周期较长•机械化，自动化程度低•制品力学性能较高，缺陷少•适合制造大型，超大型

8、部件真空辅助工艺液体成型工艺大型，超大型壳类部件液体成型工艺真空辅助工艺脱模修整封装材料铺放导入树脂喷涂胶衣配树脂模具清理，脱模剂的涂抹纤维织物，脱模布，导流网，导流管和真空管密封胶带，真空袋连接树脂收集器和真空泵保压，检查气密性脱泡按固化工艺固化1.2VARI成型工艺流程准备模具抽真空2.1VARI工艺对树脂要求1黏度低，粘度范围：0.1-0.3Pa.s;2足够长时间内