复合材料蜂窝夹层结构J形梁共固化成型技术研究

分析了复合材料蜂窝夹层结构J形梁的结构特点和工艺难点,通过组合工装的设计,工艺参数的优化和铺叠过程多次抽真空预处理操作,提高零件成型质量。结果表明,根据复合材料蜂窝夹层结构J形梁设计的包括主体模具、底板盖板和外腹板软模的组合工装,有利于保证零件尺寸及最终成型质量;共固化工艺参数选择抽真空,加压0.2 MPa能够在保证蜂窝不产生滑移的同时,提供足够的压力帮助预浸料包裹的气体和树脂固化过程中产生的挥发份在树脂凝胶前排出,制得的零件具有良好的内部质量;在铺叠过程中进行多次抽真空预处理操作,有利于排出铺叠过程中预浸料夹裹的气体,从而减少零件空隙缺陷。

基于叠层滑移工艺的复合材料J形和C形梁成形技术

针对大型民用客机中复合材料零件的制造工艺,提出了一套基于叠层滑移工艺的复合材料骨架类零件自动化制造技术,利用叠层滑移工艺在将平面预形体变形成带圆角的立体预形体过程中没有褶皱的特点,形成了叠层滑移工艺制备复合材料J形和C形梁立体预形体的具体工艺方法。对于采用该技术制造的复合材料J形梁和C形梁,开展了内部缺陷、厚度和外观等常规检查,检查结果满足设计的要求;采用剖切的方法对制件的纤维面外褶皱进行检查,结果表明不同位置的截面厚度一致,厚度均匀,在圆角处铺层走向稳定,无纤维褶皱;采用逐层打磨的方法对制件的纤维面内弯曲进行检查,结果表明铺层中纤维准直,没有弯曲和开裂的情况。以上研究表明,与传统的手工铺叠工艺比较,基于叠层滑移工艺的复合材料J形和C形骨架零件自动化制造技术的工艺稳定性好、质量一致性高、成本较低,适合自动化批量生产。