5复合材料飞行器构件的制造3.ppt

2.5 整体构件制造技术 整体构件制造指在成形模具内一次固化过程中完成各零件的成形及相互有关零件的连接，最后达到一个坚实的整体。整体制造技术包括共固化、共胶接、二次胶接等技术。 整体制造技术正是复合材料独有的优点和特点之一，是目前世界上在该技术领域大力提倡和发展的重要技术之一，对此我国亦应给予相应的关注并适时开展相应的发展研究工作。 用通常的方法制造壁板件，需有两次以上的固化过程，而共固化只需一次固化过程。 通常组件装配是在零件已具有很好刚度条件下进行，但固化后零件的外形不易做到非常准确，而零件间的装配协调要求却较高。尤其对于复杂结构，零件数量多，形状复杂，给装配带来很多困难，难以保证质量。当采用共固化法时，零件在固化模具中组装，其坯件是预浸料块。它们具有很好的操作粘性，几何形状又可随意改变，整个构件的制造只是在模具内铺叠与塑制成形的过程。 按通常的方法，组件装配时用胶接或机械连接，其整体性与刚性不如共固化产品的整体性好。共固化的构件不仅是同一种基体，在同一固化过程中固化成为完整的产品，还由于在铺层过程中可实现连续纤维，从结构件的一个部位以不切断纤维而随意延向另一部位。这就大大地强化了连接部位的刚度与强度。而通常方法制造复合材料构件，期望在各零件交接部位不切断纤维是比较困难的，对于某些结构是不可能实现的。 2.6 复合材料成形用模具(略) 模具是复合材料构件制造的主要工艺装备 确定制品形状、结构关系、控制外缘和 获得良好的表面质量 复合材料在其上进行固化 进行预浸料的铺叠 复合材料成形模具没有严格的分类方法，结合模具选材和成形方法，简单介绍如下： 对模成形模 铸造铝模 薄板框架式固化模 复合材料固化模 对模成形模 模具分为上、下模两个部分，用于液压机制造复合材料结构件。其尺寸受液压机床工作台面大小限制。通过压机台面上的电热板对模具进行预热，坯料 3. 连接接头 连接接头一般要承受较大的集中应力，多数采用钛合金材料制作。为了定位正确，一般先将连接接头固化在相配合的复合材料构件上。 4. 蜂窝芯子零件 有铝合金及NOMEX（芳香聚酰胺纸 ）两种芯子。芯子零件外形以机械加工铣切获得。 5. 最后胶接装配及固化 把上述准备好的所有零件按要求在固化夹具内装配。零件间的连接处敷以相适合的胶接材料。装配完毕，把装配件连同夹具在热压罐内固化。 对于某些不太重要的构件，例如工作温度不超过80℃，受力较小的结构，芯子与复合材料蒙皮共固化，可以不用胶接剂而是借助预浸料中的树脂进行胶接。这时要求该种预浸料的树脂系统是胶粘剂型的树脂，并且按重量计的树脂含量达到45%以上。 压力 温度 连接可靠 2.5.4共固化法制造波形胶板梁 波形腹板梁由上下凸缘和正弦波形腹板组成。 梁腹板由两块±45°铺层槽形件背部拼合而成，承受剪切载荷。正弦波形腹板具有较高的刚度，故不再需要制造和连接其它加强筋条来增加腹板的稳定性。上下凸缘要承受梁弯曲时所产生的拉、压应力，沿其轴线铺叠有单向纤维层。 波形梁 共固化一体化抗坠毁梁 梁的制造工艺如下： 铺层－波形腹板的铺叠成形 按工艺选用45度编织物预浸料，并按一定形式编制。目的是在铺叠时，预浸料由腹板延向凸缘时易于变形并能呈较完整的铺叠面。铺叠在模具内进行。 假如腹板由四层织物预浸料组成。把四层织物依次铺贴在腹板成形模块上。在每层之间的弯边处垫以隔离膜，然后合拢成形模块，并用强力夹紧。接着分层地把织物强拉折向凸缘并弯曲到90°。由于腹板是波形，此时弯曲处纤维排列再无法保持定向和整齐，只能使织物变形，力求铺平。 在腹板坯件铺贴的同时，按要求单独铺叠凸缘叠层块。为了凸缘沿垂直于梁轴线方向有一定的连接强度，铺叠时将单向预浸料与织物混用。 使用呈圆形的单向预浸料充填在凸缘块与槽形件之间形成的三角形间隙，最后把凸缘坯件置于腹板坯件的上下两面。 全部铺叠完成后，装上四周加压和定位的侧模块，再盖上透气材料。整个模具罩在真空薄膜或硅橡胶真空罩内，抽真空检查气密及夹具是否处于正常状态。最后送入热压罐内一次成形。 如果固化模与腹板铺叠模不是同一模具时，在完成铺贴后，将叠层坯件从铺叠模上取下会有一定困难。若铺叠模由铝合金制成，可用冷冻法脱模，但要避免因冷冻使叠层块表面产生聚凝水汽。 梁是细长的构件，要做到结构尺寸准确及树脂分布均匀，必须保证模具有足够的刚性及合理的多余树脂排泄通路。 2.5.5共固化法制造平尾后段件 典型的操纵面后段件由上下复合材料蒙皮和数个翼肋所组成。为了把后段件用机械连接装配到后梁或类似结构上去，在后段件的连接边用金属予以加强。 各零件所需的预浸料在相应的模具