背景技术:
本发明属于复合材料加工领域,具体涉及一种减小复材零件变形的成型方法。
现有技术
复合材料零件涉及固化成型工序。现在零件的固化方式普遍为真空袋法。现有的真空袋法固化成型技术,共分为三个阶段,升温阶段、恒温阶段、降温阶段。其固化原理为固化设备通过提升加热管温度传到至空气,再由空气传热至零件及工装,降温过程与之相同,最终完成零件的固化加工过程。
如图1,真空袋法的固化成型过程中,零件2置于成型工装1上,零件2的一面与炉温直接接触,一面与真空袋3接触。现有的技术升温阶段及降温阶段普遍采用1-3℃/min的升、降温速率。此方法虽可减少一定的能源成本,但在整个固化成型过程当中,由于工装的因素,零件的炉温面与贴模面存在温差,通过热电偶读数显示最大温差可达50℃。
在此固化成型过程中,零件2的炉温面更接近炉温,其在固化成型过程中先于贴模面到达固化临界点。零件2的炉温面在固化及降温冷却的时间点均领先于贴模面,在零件2的炉温面完全固化及冷却后,贴模面仍处于冷却的过程中,产生内力影响,在零件完全固化后,产生严重变形。通过数据的积累零件越大,变形越严重,最大变形量约为17mm。
技术实现要素:
本发明是对真空袋固化成型方法的优化,降低零件的炉温面与贴模面的热量传递速率差,减少零件整体的温差,使零件两面的固化时间点保持一致,从而保证零件的平整度。
一种减小复材零件变形的成型方法,用于复材的真空袋固化成型,包括以下步骤:
步骤1、在成型工装上放置零件,并在零件上端糊制真空袋,热电偶放置在成型工装的热电偶摆放孔中;
步骤2、产品成型
将糊制完真空袋的零件及成型工装推入固化设备中,升温阶段:由室温开始升温至180±5°,升温速率为0.5-1.5℃/min;恒温2-2.5小时;降温阶段:降温至45°以下,降温速率为0.5-1.5℃/min,成型完毕。
对于表面积超过1㎡或存在曲率的零件,在升温阶段中增加80-85℃的恒温阶段,时间为60-75min。
固化成型之前进行真空试验,合格后进行固化。
接近恒温阶段时,以温度滞后的热电偶读数为准。
有益效果:本发明降低了的零件贴模面与炉温接触面的热量传递速率差,减小零件的炉温面与贴膜面的温差,使零件两面的固化时间点保持一致,可以避免零件固化成型后产生翘曲变形。通过实验证明,采用此方法进行固化成型的零件最终翘曲量为0-3mm,满足各项针对复合材料零件平面度的要求。
附图说明
图1为真空袋固化成型铺贴结构。
具体实施方式
第一步:糊制真空袋
在成型工装1上放置零件2,并糊制真空袋3,并将热电偶4放置在相应的热电偶摆放孔。
第二步:产品成型
将糊制完真空袋3的零件2及成型工装1推入固化设备中,真空试验合格后进行固化成型。固化时升温阶段,由室温开始升温至180±5°,升温速率为0.5-1.5℃/min;恒温2-2.5小时;然后降温至45°以下,降温速率为0.5-1.5℃/min,成型完毕。
对于表面积超过1㎡或存在曲率的零件,在升温阶段中增加80-85℃的恒温阶段,时间为60-75min。
接近恒温阶段时,以温度滞后的热电偶4读数为准。