一种无人机用带筋复合材料件的液态成型方法与流程

本发明属于复合材料制造领域，具体涉及一种无人机用带筋复合材料件的液态成型方法。

背景技术：

随着信息化的快速发展，无人机凭借其远程控制、操作简便等特点，在军事领域及民用领域的应用范围越来越广，同时，为了在最大程度上减轻飞机机体的重量，进而增加载油量或载货量，最终大幅度提高飞机的航程及飞行效益，树脂基复合材料凭借其质轻高强、可整体成型等优点正在逐步取代飞机上的金属材料，且未来有发展成为全复合材料无人机机体之趋势。

对于无人机上使用的带筋复合材料制件，例如整体壁板，现主流制造工艺主要采用热压罐成型及共胶接成型工艺，此成型方法虽然可使复合材料制件孔隙率小，性能优良，但是会伴随着能耗高、不经济等缺点，故而此成型方法不利于复合材料在民用领域的推广。若是采用液态成型的方法，即整个制件单采用金属对模成型工艺，则由于零件的曲率及加强筋形状的限制，需要设计组合式模具，从而成型方法较为复杂，或整个制件单采用真空袋成型工艺，则很难保证零件真空袋面成型的表面质量。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种在复合材料装配部位的制件外缘采用对模成型、带筋部位的制件中部区域采用真空袋成型的组合式液态成型方法。

一种无人机用带筋复合材料件的液态成型方法，方法包括以下步骤：(1)在铺贴模铺覆面上涂抹脱模剂后放置纤维布层和t形加强筋的预制体；(2)在铺贴模外边沿上粘贴密封腻子条，然后采用紧固螺钉对合、紧固内表面涂敷有脱模剂的上模与铺贴模；(3)采用截面呈三角形及正方形的硅橡胶模将t形加强筋与纤维布层定型，然后铺覆辅助材料层，并将辅助材料层中的真空袋搭接及粘贴在上模上；(4)然后进行密封性检查，密封性检查在15分钟以内，压力下降不大于0.002mpa；(5)往真空嘴处抽真空，真空抽注时，真空度度不小于0.08mpa，使树脂从注胶口中进入并浸润纤维布层；(6)按固化制度80℃/2h+100℃/2h+120℃/4h进行固化，然后冷却至室温后脱模。

进一步，该无人机用带筋复合材料件的液态成型方法的纤维布层为t300碳纤维布，使用的树脂为双酚f树脂。

进一步，该无人机用带筋复合材料件的液态成型方法的步骤(5)还包括沿t形加强筋纵向方向的顶部、侧面分别放置螺旋管，放置前，螺旋管预埋在硅橡胶模与t形加强筋接触面的表层，螺旋管与注胶口连接。

进一步，该无人机用带筋复合材料件的液态成型方法的铺贴模和上模的材质为低碳钢，铺贴模和上模的内表面粗糙度ra值为2.0μm。

进一步，该无人机用带筋复合材料件的液态成型方法的铺贴模与上模之间的紧固螺钉处设置有金属夹层。

通过该技术手段，本发明取得的有益效果为，该无人机用带筋复合材料件的液态成型方法通过在复合材料制件装配面采用对模成型及金属夹层来保证装配部位的几何尺寸及表面精度，在非装配面和带有异形筋条的部位采用真空袋成型工艺来方便使用共固化或共胶接工艺，最终可保证筋条与蒙皮的粘接界面强度以及加强筋的几何形状。

附图说明

图1：为本发明的局部操作示意图。

图2：为本发明的操作示意图。

在图中：1、铺贴模；2、上模；3、脱模剂；4、纤维布层；5、辅助材料层；6、t形加强筋；7、注胶口；8、硅橡胶模；9、真空嘴；10、紧固螺钉；11、密封腻子条；12、金属夹层。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施方式做更详细的说明。

一种无人机用带筋复合材料件的液态成型方法，方法包括以下步骤：

(1)在铺贴模1铺覆面上涂抹脱模剂3后放置纤维布层4和t形加强筋6的预制体；

(2)在铺贴模1外边沿上粘贴密封腻子条11，然后采用紧固螺钉10对合、紧固内表面涂敷有脱模剂的上模2与铺贴模1；

(3)采用截面呈三角形及正方形的硅橡胶模8将t形加强筋6与纤维布层4定型，然后铺覆辅助材料层5，并将辅助材料层5中的真空袋搭接及粘贴在上模2上；

(4)然后进行密封性检查，密封性检查在15分钟以内，压力下降不大于0.002mpa；

(5)往真空嘴9处抽真空，真空抽注时，真空度度不小于0.08mpa，使树脂从注胶口7中进入并浸润纤维布层4；

(6)按固化制度80℃/2h+100℃/2h+120℃/4h进行固化，然后冷却至室温后脱模。

为使成型效果更好。该无人机用带筋复合材料件的液态成型方法的纤维布层4为t300碳纤维布，使用的树脂为双酚f树脂。

为了使干纤维织物t形加强筋6能够浸透。该无人机用带筋复合材料件的液态成型方法的步骤(5)还包括沿t形加强筋6纵向方向的顶部、侧面分别放置螺旋管，放置前，螺旋管预埋在硅橡胶模与t形加强筋6接触面的表层，螺旋管与注胶口7连接。

为增强使用效果。该无人机用带筋复合材料件的液态成型方法的铺贴模1和上模2的材质为低碳钢。铺贴模和上模的内表面粗糙度ra值为2.0μm。

为了使复合材料制件装配部位满足几何尺寸及表面精度要求，采用与复合材料制件同厚的金属夹层12，上下对模的内表面粗糙度ra值为2.0μm。该无人机用带筋复合材料件的液态成型方法的铺贴模1与上模2之间的紧固螺钉10处设置有金属夹层12。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种无人机用带筋复合材料件的液态成型方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

(1)在铺贴模(1)铺覆面上涂抹脱模剂(3)后放置纤维布层(4)和t形加强筋(6)的预制体；

(2)在铺贴模(1)外边沿上粘贴密封腻子条(11)，然后采用紧固螺钉(10)对合、紧固内表面涂敷有脱模剂的上模(2)与铺贴模(1)；

(3)采用截面呈三角形及正方形的硅橡胶模(8)将t形加强筋(6)与纤维布层(4)定型，然后铺覆辅助材料层(5)，并将辅助材料层(5)中的真空袋搭接及粘贴在上模(2)上；

(4)然后进行密封性检查，密封性检查在15分钟以内，压力下降不大于0.002mpa；

(5)往真空嘴(9)处抽真空，真空抽注时，真空度度不小于0.08mpa，使树脂从注胶口(7)中进入并浸润纤维布层(4)；

(6)按固化制度80℃/2h+100℃/2h+120℃/4h进行固化，然后冷却至室温后脱模。

2.根据权利要求1所述的无人机用带筋复合材料件的液态成型方法，其特征在于：所述纤维布层(4)为t300碳纤维布，使用的树脂为双酚f树脂。

3.根据权利要求1或2所述的无人机用带筋复合材料件的液态成型方法，其特征在于：所述步骤(5)还包括沿t形加强筋(6)纵向方向的顶部、侧面分别放置螺旋管，放置前，螺旋管预埋在硅橡胶模与t形加强筋(6)接触面的表层，螺旋管与注胶口(7)连接。

4.根据权利要求3所述的无人机用带筋复合材料件的液态成型方法，其特征在于：所述铺贴模(1)和上模(2)的材质为低碳钢，铺贴模(1)和上模(2)的内表面粗糙度ra值为2.0μm。

5.根据权利要求4所述的无人机用带筋复合材料件的液态成型方法，其特征在于：所述铺贴模(1)与上模(2)之间的紧固螺钉(10)处设置有金属夹层(12)。

技术总结
本发明公开了一种无人机用带筋复合材料件的液态成型方法，方法包括以下步骤：在铺贴模铺覆面上涂抹脱模剂后放置纤维布层和T形加强筋的预制体；在铺贴模外边沿上粘贴密封腻子条；采用截面呈三角形及正方形的硅橡胶模将T形加强筋与纤维布层定型，将辅助材料层中的真空袋搭接及粘贴在上模上；然后进行密封性检查；往真空嘴处抽真空，真空抽注时，使树脂从注胶口中进入并浸润纤维布层；进行固化，然后冷却至室温后脱模。该无人机用带筋复合材料件的液态成型方法通过在复合材料制件装配面采用对模成型及金属夹层来保证装配部位的几何尺寸及表面精度，在非装配面和带有异形筋条的部位采用真空袋成型工艺来方便使用共固化或共胶接工艺。

技术研发人员：陈恩;罗俊;李晓青
受保护的技术使用者：中航贵州飞机有限责任公司
技术研发日：2018.12.07
技术公布日：2020.06.16