一种复合材料中空成型的方法及其辅助工装.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102794913 A(43)申请公布日 2012.11.28CN102794913A*CN102794913A*(21)申请号 201210335676.7(22)申请日 2012.09.12B29C 70/44(2006.01)B29C 70/54(2006.01)(71)申请人沈阳飞机工业（集团）有限公司地址 110034 辽宁省沈阳市皇姑区陵北街1号(72)发明人景智 许学军 宗爱国 王佳宁(74)专利代理机构沈阳杰克知识产权代理有限公司 21207代理人杨华(54) 发明名称一种复合材料中空成型的方法及其辅助工装(57) 摘要本发明涉及一种复合材料中空成型的

2、方法，包括以下步骤：1）用低熔点材料制作胎膜；2）在胎膜表面包裹一层薄膜隔离层；3）在薄膜隔离层外包裹预浸料，然后放入涂有脱模剂的热压模具中；4）注入加热的惰性气体，升高双层胎体内的温度和压力；5）保证复合材料内外温度一致；6）通过中空的辅助工装的空腔将熔融的低沸点材料排出；7）在高温、高压的惰性气体和模具温度的条件下，使复合材料成型；8）抽出中空的辅助工装，取出最终的复合材料制品，移除隔离层后即为成品。采用该方法可以使之间质量稳定，外形尺寸一致，整体强度高，壁厚均匀，避免了强度偏低易开裂的现象。同时采用其辅助工装，使加工过程中的抽取更加方便。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页

3、附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页1/1页21.一种复合材料中空成型的方法，其特征在于包括以下步骤：1）使用中空的辅助工装为中心，采用铸造的方法，用低熔点材料制作一个胎膜；2）在胎膜表面包裹一层薄膜隔离层，形成双层胎体，并涂脱模剂；3）在薄膜隔离层外包裹预浸料，然后放入涂有脱模剂的热压模具中；4）通过中空的辅助工装注入加热的惰性气体，升高双层胎体内的温度和压力，使低熔点胚胎体熔融；5）将外部的热压模具升温，保证复合材料内外温度一致；6）在保证复合材料内腔规定压力的情况下，通过中空的辅助工装的空腔将熔融的低沸点材料排出

4、；7）在高温、高压的惰性气体和模具温度的条件下，使复合材料成型；8）减压并降低温度，打开模具，抽出中空的辅助工装，取出最终的复合材料制品，移除隔离层后即为成品。2.如权利要求1所述的辅助工装，其特征在于：在主管体（1）的中心设有进气管路（2），进气管路（2）的一端设有若干个与外界相通的进气加压孔（3），进气管路（2）的另一端与外界相通；在主管体（1）的内还设有以轴线圆周分别均布的排出管路（4），排出管路（4）的一端部通过排出孔（5）与主管体（1）的外部相通，另一端与主管体（1）的外端面相通。3.如权利要求2所述的辅助工装，其特征在于：所述的主管体（1）的外壁设有圆周均布的收纳槽（6），收纳槽（

5、6）的长度方向与主管体（1）的轴线方向一致，在收纳槽（6）内设有支撑挡板（7），支撑挡板（7）的一端与主管体（1）活动连接，并且进气加压孔（3）与对应的收纳槽（6）相通。4.如权利要求2或3所述的辅助工装，其特征在于：所述的进气加压孔与轴线方向成一定角度。5.如权利要求2或3所述的辅助工装，其特征在于：所述的主管体（1）的后端的外圆周上分别设有挡料环（8）和橡胶密封圈（9），在挡料环（8）和橡胶密封圈（9）之间设有溢流固化槽（10）。权 利 要 求 书CN 102794913 A1/3页3一种复合材料中空成型的方法及其辅助工装技术领域0001 本发明涉及一种复合材料中空成型的方法及其辅助工装，

6、属于一种加工工艺。背景技术0002 复合材料中空成型一般是由两个或两个以上的零件拼接而成，效率低，表面质量差，而且接缝处易开裂，整体强度低。发明内容0003 本发明要解决的技术问题是提供一种复合材料中空成型的方法，采用该方法可以使之间质量稳定，外形尺寸一致，整体强度高，壁厚均匀，避免了强度偏低易开裂的现象。同时采用其辅助工装，使加工过程中的抽取更加方便。0004 为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种复合材料中空成型的方法，包括以下步骤：1）使用中空的辅助工装为中心，采用铸造的方法，用低熔点材料制作一个胎膜；2）在胎膜表面包裹一层薄膜隔离层，形成双层胎体，并涂脱模剂；3）在薄膜隔离层外

7、包裹预浸料，然后放入涂有脱模剂的热压模具中；4）通过中空的辅助工装注入加热的惰性气体，升高双层胎体内的温度和压力，使低熔点胚胎体熔融；5）将外部的热压模具升温，保证复合材料内外温度一致；6）在保证复合材料内腔规定压力的情况下，通过中空的辅助工装的空腔将熔融的低沸点材料排出；7）在高温、高压的惰性气体和模具温度的条件下，使复合材料成型；8）减压并降低温度，打开模具，抽出中空的辅助工装，取出最终的复合材料制品，移除隔离层后即为成品。0005 一种保证复合材料中空成型的定位芯轴，在主管体的中心设有进气管路，进气管路的一端设有若干个与外界相通的进气加压孔，进气管路的另一端与外界相通；在主管体的内还设有

8、以轴线圆周分别均布的排出管路，排出管路的一端部通过排出孔与主管体的外部相通，另一端与主管体的外端面相通。0006 所述的主管体的外壁设有圆周均布的收纳槽，收纳槽的长度方向与主管体的轴线方向一致，在收纳槽内设有支撑挡板，支撑挡板的一端与主管体活动连接，并且进气加压孔与对应的收纳槽相通。0007 所述的进气加压孔与轴线方向成一定角度。0008 所述的主管体的后端的外圆周上分别设有挡料环和橡胶密封圈，在挡料环和橡胶密封圈之间设有溢流固化槽。0009 该复合材料中空成型的方法采用上述步骤做出的之间，其质量稳定，外形尺寸一致，整体强度高，壁厚均匀，内表面光滑，外表面可根据模具的纹理定型，并可最终成型各种

9、说 明 书CN 102794913 A2/3页4复杂和大型的中空复合材料，避免了由两个或两个以上的复合材料拼接而成的中空制品表面质量差，接缝处易开裂，整体强度偏低的缺点。0010 同时采用辅助工装不仅整体结构起到支撑作用，而且充气均匀、抽出低熔点材料，同时起到减压、降温作用，当支撑挡板在出口处受力，会自动落入支撑档收纳槽内，最终取出复合材料制品。附图说明0011 图1为复合材料中空成型示意图。0012 图2为支撑芯轴的结构示意图。0013 图3为支撑芯轴的侧视图。0014 图4为支撑挡板的立体图。具体实施方式0015 如图1所示，一种复合材料中空成型的方法，包括以下步骤：1）使用中空的辅助工装

10、为中心，采用铸造的方法，用低熔点材料制作一个胎膜11；2）在胎膜表面包裹一层薄膜隔离层12，形成双层胎体，并涂脱模剂；3）在薄膜隔离层外包裹预浸料13，然后放入涂有脱模剂的热压模具中；4）通过中空的辅助工装注入加热的惰性气体，升高双层胎体内的温度和压力，使低熔点胚胎体熔融；5）将外部的热压模具升温，保证复合材料内外温度一致；6）在保证复合材料内腔规定压力的情况下，通过中空的辅助工装的空腔将熔融的低沸点材料排出；7）在高温、高压的惰性气体和模具温度的条件下，使复合材料成型；8）减压并降低温度，打开模具，抽出中空的辅助工装，取出最终的复合材料制品，移除隔离层后即为成品。0016 如图2至4所示，一

11、种保证复合材料中空成型的定位芯轴即上述的辅助工装，在主管体1的中心设有进气管路2，进气管路2的一端设有若干个与外界相通的进气加压孔3，进气管路2的另一端与外界相通；在主管体1的内还设有以轴线圆周分别均布的排出管路4，排出管路4的一端部通过排出孔5与主管体1的外部相通，另一端与主管体1的外端面相通。0017 所述的主管体1的外壁设有圆周均布的收纳槽6，收纳槽6的长度方向与主管体1的轴线方向一致，在收纳槽6内设有支撑挡板7，支撑挡板7的一端与主管体1活动连接，并且进气加压孔3与对应的收纳槽6相通。0018 所述的进气加压孔与轴线方向成一定角度，其进气加压孔的数量可根据复合材料的尺寸设置，其带有角度

12、，可使排出的气体直接喷射到支撑挡板的凹槽内，并由凹槽向四方引导高压气体，避免高压气体直接与未固化的复合材料接触，影响制件的成型精度。0019 所述的主管体1的后端的外圆周上分别设有挡料环8和橡胶密封圈9，在挡料环8和橡胶密封圈9之间设有溢流固化槽10，其中挡料环无避免模具使用过程中复合材料精度的降低，放置高压液态低熔点材料的溢出而采取的减压防范措施；密封橡胶圈主要防止高说 明 书CN 102794913 A3/3页5压气体的泄露，贵人员和模具周围设备的损伤；溢流固化槽用于手机和固化从挡料环溢出的低熔点材料。说 明 书CN 102794913 A1/1页6图1图2图3图4说 明 书 附 图CN 102794913 A