前缘蒙皮成型方法及前缘蒙皮

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前缘蒙皮成型方法及前缘蒙皮
申请号	CN202310677353.4	申请日	2023-06-09	公开(公告)号	CN116394545A	公开(公告)日	2023-07-07
申请人	成都泰格尔航天航空科技股份有限公司;			发明人	肖前阳; 詹宗阳; 王虹捷; 董涛; 肖俊杰;
摘要	本发明提供前缘蒙皮成型方法及前缘蒙皮，涉及复合材料技术领域，解决现有技术中存在的铺叠难度大、R区树脂堆积、蜂窝芯在R区开裂、蒙皮表面蜂格印痕、内蒙皮树脂大量流失导致的弥散、贫胶等技术问题。该方法为：在阳模上铺叠预浸料并固化形成外蒙皮层，在外蒙皮层铺叠胶膜载体和防雷击铜网，将外蒙皮转移出阳模，将外蒙皮连同防雷击铜网转移至阴模，在外蒙皮上铺设蜂窝芯，蜂窝芯在R区断开，断开区域使用发泡胶填充，经固持后，在蜂窝芯上铺叠内蒙皮，并固化形成前缘蒙皮。本发明同时保证了外蒙皮气动面及胶接面的表面质量，解决了蜂窝芯在R区的开裂与匹配性问题，并减少了前缘蒙皮传统工艺的R区校验、补偿及热封压工序，提高了生产效率。
权利要求	1.一种前缘蒙皮成型方法，其特征在于，包括以下内容：在阳模上铺叠预浸料，固化后形成外蒙皮层；在固化后形成的外蒙皮层上铺叠胶膜载体和防雷击铜网，将所述外蒙皮层和铜网转移到阴模上；在所述外蒙皮蜂窝芯一侧铺设胶膜，然后铺设蜂窝芯，然后封制真空袋抽真空并在热压罐中进行固持；在蜂窝芯上固化制作内蒙皮层。 2.根据权利要求1所述的前缘蒙皮成型方法，其特征在于，所述在阳模上铺叠预浸料，固化后形成外蒙皮层，具体包括如下：在阳模上铺叠预浸料，固化后形成外蒙皮层，对外蒙皮层钻制定位孔，外蒙皮层脱模后检查外蒙皮表面质量，对外蒙皮层气动面存在褶皱、树脂堆积处进行打磨处理。 3.根据权利要求1所述的前缘蒙皮成型方法，其特征在于，所述胶膜载体为聚酯毡或玻璃纤维毡的胶膜载体；将所述外蒙皮层和铜网转移到阴模上后，进行封制真空袋抽真空使之与阴模工装贴实。 4.根据权利要求1所述的前缘蒙皮成型方法，其特征在于，所述蜂窝芯在R区断开，在所述外蒙皮层深沟处两侧的所述蜂窝芯之间填充发泡胶。 5.根据权利要求1‑4中任一项所述的前缘蒙皮成型方法，其特征在于，所述在蜂窝芯上固化制作内蒙皮层，包括如下操作：在蜂窝芯上放置第一层胶膜；在蜂窝芯的胶膜上放置一层无孔隔离膜和一层随形的软模；组装后进罐固持，固持后将软模和隔离膜移除。 6.根据权利要求5所述的前缘蒙皮成型方法，其特征在于，所述软模的结构如下：所述软模内设置有加强层，所述软模内R区加强层的数量多于所述软模除R区域以外其他区域加强层的数量。 7.根据权利要求5所述的前缘蒙皮成型方法，其特征在于，所述进罐固持后还包括：打磨固化的发泡胶区域和蜂窝芯上表面胶膜，使表面平滑过渡。 8.根据权利要求5所述的前缘蒙皮成型方法，其特征在于，固持后铺叠第二层胶膜，然后铺叠预浸料，固化铺叠的预浸料以形成内蒙皮层。 9.根据权利要求8所述的前缘蒙皮成型方法，其特征在于，所述第一层胶膜的厚度与所述第二层胶膜的厚度一致，且铺设于蜂窝芯与外蒙皮层之间的胶膜厚度两倍于所述第一层胶膜的厚度。 10.一种前缘蒙皮，其特征在于，所述前缘蒙皮采用权利要求1‑9中任一项所述的前缘蒙皮成型方法制备而成。
说明书全文	前缘蒙皮成型方法及前缘蒙皮技术领域 [0001] 本发明涉及复合材料技术领域，尤其是涉及一种前缘蒙皮成型方法及前缘蒙皮。背景技术 [0002] 蜂窝夹芯板是复合材料的一种特殊类型，具有比强度高、比刚度高、良好的抗疲劳性能等优点，能够在实现轻量化的前提下显著提高零件的刚度，在航空航天、军事等领域应用广泛。蜂窝夹芯板包括上下两个面板以及设置在面板之间的蜂窝夹芯材料，面板主要由纤维增强树脂基复合材料制成。 [0003] 飞机前缘蒙皮为蜂窝夹芯板，前缘蒙皮曲率大，且外型面为气动面，需保证外蒙皮气动表面质量，零件质量要求高，成型难度大。前缘蒙皮常用的成型方式之一为在阴模上铺叠外蒙皮（含防雷击铜网），外蒙皮（含防雷击铜网）固化后在外蒙皮上放置蜂窝芯并完成后续内蒙皮铺叠和固化。另一种成型方式为将外蒙皮、蜂窝芯、内蒙皮一次铺叠放置完成并共固化成型。现有技术所使用蜂窝通常为整体蜂窝。 [0004] 将外蒙皮、蜂窝芯、内蒙皮共固化成型时板芯区域蒙皮存在较多蜂格印，且蒙皮内树脂易流向蜂格内，零件表面通常会出现严重贫胶和无损故障。同时，由于蜂窝芯在成型过程中未进行充分固定且蜂窝芯位于斜面上，容易出现蜂窝芯压塌、位移等缺陷。前缘蒙皮外型面为气动面，需保证零件成型后外表面平滑光顺以满足飞机气动要求，因此通常采用阴模成型的方式进行外蒙皮的成型。 [0005] 本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：现有技术所使用蜂窝通常为整体蜂窝，前缘蒙皮曲率变化大，在R区处曲率达到最大，一方面容易导致蜂窝芯在放置和固持加压时发生破裂，另一方面蜂窝芯和外蒙皮不易贴实，导致零件和蜂窝芯匹配性差甚至出现无损故障。 [0006] 采用阴模成型的方式进行外蒙皮的成型，铺叠难度大、操作难度大，容易导致铺叠过程架桥（预浸料之间、预浸料与工装之间未完全贴实，存在间隙）引起无损故障；外蒙皮R 区在进罐加压固化过程中受辅助材料（制造过程中涉及到的真空袋等）影响，此区域受压不足，容易导致贴模面R（气动面的相对侧）区出现树脂堆积。发明内容 [0007] 本发明的目的在于提供一种前缘蒙皮成型方法及前缘蒙皮，以解决现有技术中存在的外蒙皮采用阴模成型时，存在铺叠难度较大、阴模R区不易铺实以及在固化后外蒙皮R 区树脂堆积的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。 [0008] 为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：本发明提供的一种前缘蒙皮成型方法，包括以下内容：在阳模上铺叠预浸料，固化后形成外蒙皮层；在固化后形成的外蒙皮层上铺叠胶膜载体和防雷击铜网，将所述外蒙皮层和铜网转移到阴模上；在所述外蒙皮蜂窝芯一侧铺设胶膜，然后铺设蜂窝芯，然后封制真空袋抽真空并在热压罐中进行固持；在蜂窝芯上固化制作内蒙皮层。 [0009] 进一步地，在所述阳模上铺叠预浸料，固化后形成外蒙皮层，具体包括如下：在阳模上铺叠预浸料，固化后形成外蒙皮层，对外蒙皮层钻制定位孔，外蒙皮层脱模后检查外蒙皮表面质量，将外蒙皮层气动面一侧存在褶皱、表面不平、树脂堆积处打磨平整，并使用丙酮进行清洗。通过外蒙皮层的阳模铺叠固化保证了外蒙皮靠近蜂窝芯一侧的表面质量，有利于后续过程中蜂窝芯与蒙皮的匹配。 [0010] 进一步地，所述胶膜载体为聚酯毡或玻璃纤维毡的胶膜载体，防止由于电位差引起的电腐蚀；将胶膜载体和铜网铺叠于外蒙皮层上，再将所述外蒙皮层和铜网转移到阴模上后，进行封制真空袋抽真空使之与阴模工装贴实。 [0011] 进一步地，所述蜂窝芯在R区断开，在所述外蒙皮层深沟处两侧的所述蜂窝芯之间填充发泡胶。 [0012] 进一步地，所述在蜂窝芯上固化制作内蒙皮层，包括如下操作：在蜂窝芯上放置第一层胶膜；在蜂窝芯的胶膜上放置一层无孔隔离膜和一层随形的软模；组装后进罐固持，固持后将软模和隔离膜移除。 [0013] 进一步地，所述软模的结构如下：所述软模内设置有加强层，所述软模内R区加强层的数量多于所述软模除R区域以外其他区域加强层的数量。 [0014] 进一步地，还包括：修整打磨固化的发泡胶及胶膜区域，使表面平滑过渡。 [0015] 进一步地，固持后铺叠第二层胶膜，然后铺叠预浸料，固化铺叠的预浸料以形成内蒙皮层。 [0016] 进一步地，所述第一层胶膜的厚度与所述第二层胶膜的厚度一致，且铺设于蜂窝芯与外蒙皮层之间的胶膜厚度两倍于所述第一层胶膜的厚度。 [0017] 本发明提供一种前缘蒙皮，所述前缘蒙皮采用所述的前缘蒙皮成型方法制备而成。 [0018] 上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：本发明通过将外蒙皮层进行阳模铺叠并固化，能有效解决外蒙皮阴模铺叠存在的铺叠难度较大、R区树脂堆积、R区铺叠架桥等问题，同时有效地保证了外蒙皮蜂窝芯一侧的表面质量和与蜂窝芯的匹配度；先将外蒙皮固化，然后在铺设胶膜载体和防雷击铜网，有效解决现有外蒙皮和铜网一起固化成型时，贴模面树脂流动性不足，未能将预浸料间气泡完全排出从而附着在铜网表面气泡，存在的针眼问题；将胶膜置于铜网和外蒙皮层之间能够有效解决金属与碳纤维之间的电腐蚀问题；采用分体式的蜂窝芯，在外蒙皮层深沟处填充发泡胶将两侧蜂窝芯拼接固化，能有效解决蜂窝芯与外蒙皮R区的匹配问题，减少整体蜂窝芯成型方式在R区弯曲后蜂格开裂的情况，减少一道或多道R区校验及补偿工序；在蜂窝芯及发泡胶填充区域放置一层随形的软模，能有效解决蜂窝芯表面固持时真空袋直接加压于胶膜上导致的胶膜下陷及胶膜流失的问题，并保证发泡胶填充位置的表面平整状态；内蒙皮蜂窝芯区域顶面胶膜分两次放置，固持阶段蜂窝芯上固化后的胶膜能够防止内蒙皮固化过程中内蒙皮的树脂在内蒙皮固化时填充蜂格，避免蜂窝芯区域表面贫胶、色差及无损问题，并减少一道胶膜热封压工序。附图说明 [0019] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0020] 图1是根据一示例性实施例示出的前缘蒙皮的示意图；图2是根据图1中A处的局部放大图；图3是根据一示例性实施例示出的前缘蒙皮成型工艺示意图（在阳模上制作外蒙皮层）；图4是根据一示例性实施例示出的前缘蒙皮成型工艺示意图（在外蒙皮层铺设铜网）；图5是根据一示例性实施例示出的前缘蒙皮成型工艺示意图（在外蒙皮层和铜网转移至阴模并铺设蜂窝芯）；图6是根据一示例性实施例示出的前缘蒙皮成型工艺示意图（在蜂窝芯之间填充发泡胶）；图7是根据一示例性实施例示出的前缘蒙皮成型工艺示意图（制作内蒙皮层）；图8是根据一示例性实施例示出的前缘蒙皮的剖视示意图；图9是根据一示例性实施例示出的软模的主视示意图；图10是图9中B处的局部放大图。 [0021] 图中1、铜网；2、外蒙皮层；3、发泡胶；4、蜂窝芯；5、内蒙皮层；6、阳模；7、阴模；8、胶膜；9、软模；901、加强层。具体实施方式 [0022] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。 [0023] 本发明提供了一种前缘蒙皮成型方法，包括以下内容：在阳模6上铺叠预浸料，固化后形成外蒙皮层2；在固化后形成的外蒙皮层2上铺叠胶膜载体和防雷击铜网1，将外蒙皮层2和铜网1 转移到阴模7上，进行封制真空袋抽真空使之与阴模7工装贴实；在外蒙皮层2蜂窝芯一侧铺设胶膜，然后铺设蜂窝芯4，封制真空袋抽真空并在热压罐中进行固持；在蜂窝芯4上固化制作内蒙皮层5。 [0024] 本发明通过将外蒙皮阴模铺叠转移至阳模铺叠，能有效解决外蒙皮阴模铺叠R区存在的树脂堆积、铺叠难度较大、阴模R区不易铺实的问题。 [0025] 先将外蒙皮固化，然后在外蒙皮层2上铺叠一层胶膜载体，在胶膜载体1上铺叠防雷击铜网1，然后在将外蒙皮层2和铜网1转移到阴模7上，有效解决现有外蒙皮和铜网一起固化成型时，贴模面树脂流动性不足，未能将预浸料间气泡完全排出从而附着在铜网表面气泡，存在的针眼问题。 [0026] 在铜网1与外蒙皮层2之间增加的一层胶膜载体，胶膜载体优选为聚酯毡或玻璃纤维毡，通过聚酯毡或玻璃纤维毡将铜网1与外蒙皮层2隔开，有效解决金属与碳纤维之间的电腐蚀载体。碳纤维与金属材料之间有较大的电位差，若直接接触，会引起金属材料的电偶腐蚀，在较短时间内造成有效破坏。 [0027] 对阳模上铺叠预浸料进行进罐固化操作，形成外蒙皮层2。关于进罐固化，为将零件与工装封袋组装好后，放入压力容器中，在容器内加压（压力为几倍大气压）和升温固化的过程。 [0028] 关于封制真空袋抽真空，具体为：在工装边缘四周放置真空袋将零件密封，然后通过真空装置将气体排出，使真空袋内保持真空状态。 [0029] 在一示例中，在阳模6上铺叠预浸料，固化后形成外蒙皮层2，具体包括如下：在阳模6上铺叠5 10层预浸料，比如，优选在阳模6上铺叠8层预浸料，固化后形成外蒙皮层2，对 ~ 外蒙皮层2钻制定位孔，检查外蒙皮表面质量，对外蒙皮层2气动面存在褶皱、树脂堆积处进行打磨处理。 [0030] 在一示例中，蜂窝芯4在R区断开，在外蒙皮层2深沟处两侧的蜂窝芯4之间填充发泡胶3。采用分体式的蜂窝芯4，在外蒙皮层2深沟处填充发泡胶3将两侧蜂窝芯4拼接固化，能有效解决蜂窝芯4与外蒙皮R区的匹配问题，减少整体蜂窝芯4成型方式在R区弯曲后蜂格开裂的情况，减少一道或多道R区校验及补偿工序。 [0031] 在外蒙皮层2上铺设蜂窝芯4，蜂窝芯4在R区断开，在外蒙皮层2深沟处两侧的蜂窝芯4之间填充发泡胶3，然后封制真空袋抽真空固持。通过大气压差，使真空袋对蜂窝芯4施加压力，将蜂窝芯4与外蒙皮层2通过胶膜初步粘接，使蜂窝不移位。 [0032] 在一示例中，关于在蜂窝芯4上固化制作内蒙皮层5，包括如下操作：在蜂窝芯4上放置第一层胶膜；在蜂窝芯4的胶膜上放置一层无孔隔离膜和一层随形的软模9；组装后进罐固持，固持后移除软模9和隔离膜；打磨固化的发泡胶3及胶膜，使表面平滑过渡；铺叠第二层胶膜，然后铺叠预浸料，固化铺叠的预浸料形成内蒙皮层5。 [0033] 对内蒙皮区域固化后的胶膜进行打磨，打磨后在外蒙皮区域、蜂窝芯区域放置一层胶膜（第二层胶膜），然后铺叠预浸料，固化第二层胶膜和预浸料，以形成内蒙皮层5。 [0034] 在蜂窝芯4及发泡胶3填充区域放置一层随形的软模9，能有效解决蜂窝芯表面固持时真空袋直接加压于胶膜上导致的胶膜（第一层胶膜）下陷及胶膜流失的问题，并保证发泡胶3填充位置的表面平整状态。 [0035] 蜂窝芯4区域顶面胶膜分两次放置，即第一层胶膜和第二层胶膜，蜂窝芯4上固化后的胶膜（第一层胶膜）能够防止内蒙皮的树脂在内蒙皮固化时填充蜂格，避免蜂窝芯4区域表面贫胶、色差及无损问题。 [0036] 蜂窝芯4区域顶面胶膜分两次放置，两层胶膜厚度一致，铺设于蜂窝芯4与外蒙皮层2之间的胶膜厚度两倍于第一层胶膜的厚度。 [0037] 在一示例中，软模9的结构如下：软模9内设置有加强层901，软模9内R区加强层901的数量多于软模9除R区域以外其他区域加强层901的数量。参见图9‑图10，为软模9的一种实施例。软膜9内R区加强层901的数量为三层，且两侧的加强层901沿弧度方向上的长度不同。 [0038] 前缘蒙皮成型方法的具体实施方式，可参见如下：在阳模6上铺叠8层预浸料，组装进罐固化形成外蒙皮层2，对外蒙皮层2钻制定位孔，对外蒙皮层气动面存在褶皱、树脂堆积处进行打磨处理并使用丙酮进行清洗，然后铺叠胶膜载体和防雷击铜网1；通过工装定位孔放置外蒙皮层2以及铜网1于阴模7上并固定，打袋抽真空使之与阴模7工装贴实；按照外蒙皮层2的胶接区域放置0.4mm胶膜，在胶接上放置蜂窝芯4以及在外蒙皮层2深沟处位置放置发泡胶3，打袋预抽真空后将蜂窝芯4固定；在蜂窝芯4顶面放置一层0.2mm胶膜，再放置一层无孔隔离膜和一层随形的软模9，组装后进罐固持；固持后移除隔离膜和软模9，打磨固化的发泡胶3及胶膜，将表面平滑过渡；在固持后的蜂窝芯4和外蒙皮上整体铺叠一层0.2mm胶膜，然后铺叠预浸料，固化铺叠在蜂窝芯4上的预浸料形成内蒙皮层5。 [0039] 本发明提供一种前缘蒙皮，前缘蒙皮采用上述前缘蒙皮成型方法制备而成。关于前缘蒙皮成型方法制备，具体已在上文陈述，这里不做过多赘述。 [0040] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，″多个″ 的含义是两个或两个以上；术语″上″、″下″、″左″、″右″、″内″、″外″、 ″前端″、″后端″、″头部″、″尾部″等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语″第一″、″第二″、″第三″等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 [0041] 在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语″安装″、″相连″、″连接″应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 [0042] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一个示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 [0043] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。