本發(fā)明涉及復合材料制備領域，具體涉及一種提高蜂窩夾芯機加后尺寸及外形精度穩(wěn)定性的方法。

背景技術：

1、蜂窩夾層結(jié)構復合材料是飛行器結(jié)構中次級承力結(jié)構的常用結(jié)構形式，能夠大幅提升結(jié)構剛度而具備非常顯著的減重效果，而蜂窩夾芯是實現(xiàn)夾層結(jié)構剛性提升的關鍵。為實現(xiàn)夾層結(jié)構中結(jié)構曲率變化及剛度漸變以消除應力集中的問題，由于蜂窩夾芯w向的抗壓能力較弱難以手工修剪，結(jié)構中的蜂窩夾芯通常會采用帶應力的機械加工以實現(xiàn)蜂窩夾芯的理論尺寸及外形的獲取，機械加工后蜂窩芯在無約束狀態(tài)下會發(fā)生變形尺寸難以維持。在工程化應用中，通常會批量化進行蜂窩夾芯的處理及機械加工，但實際結(jié)構的生產(chǎn)由于復合材料的生產(chǎn)周期問題無法同步進行，從而使得蜂窩夾芯在完成機械加工后在夾芯的存儲、轉(zhuǎn)運、使用中無保護下極易發(fā)生形狀及尺寸變化且邊緣厚度漸變區(qū)會產(chǎn)生損壞，對于蜂窩夾層結(jié)構成型尺寸精度和成型質(zhì)量保證帶來較大的風險，難以滿足應用需求。因此，有必要根據(jù)實際工程應用中的蜂窩夾層結(jié)構成型質(zhì)量問題，優(yōu)化改進制備方法，進一步提升蜂窩夾層結(jié)構復合材料的應用可靠性。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是針對目前蜂窩夾層結(jié)構制備過程中蜂窩夾芯機加與夾層結(jié)構固化成型過程非同步，存在機加后的蜂窩夾芯在轉(zhuǎn)運、存儲以及固化成型過程中容易出現(xiàn)的蜂窩夾芯尺寸變化及夾芯邊緣壓潰損傷問題，通過優(yōu)化成型技術路線，采用閉合模腔對蜂窩夾芯進行帶支撐織物膠膜固化增強處理，實現(xiàn)了蜂窩夾芯的尺寸及型面的固定及保護，在蜂窩夾芯的轉(zhuǎn)運、存儲以及固化成型中作為一個具有已固化膠膜約束的整體結(jié)構存在，保證了蜂窩夾芯尺寸穩(wěn)定性及結(jié)構完整性，為后續(xù)蜂窩夾層結(jié)構成型質(zhì)量的提升提供保障。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

3、一種提高蜂窩夾芯機加后尺寸及外形精度穩(wěn)定性的方法，包括以下步驟：

4、1)根據(jù)蜂窩夾芯結(jié)構機加后的理論型面加工夾芯增強模具，該夾芯增強模具分為上模塊和下模塊，下模塊含有與蜂窩夾芯型面相匹配的型腔，上模塊含有配合蜂窩夾芯另一面的型面；

5、2)在下模塊的型腔的型面上鋪貼一層隔離膜或可剝布；

6、3)在已鋪貼的隔離膜或可剝布的表面，鋪貼一層帶支撐織物的膠膜；

7、4)將機加處理制成的蜂窩夾芯定位并放置到下模塊的型腔中，并與膠膜緊密貼合；

8、5)在蜂窩夾芯的上表面再鋪貼一層帶支撐織物的膠膜；

9、6)在上一步鋪貼的膠膜的上表面再放置一層隔離膜或可剝布；

10、7)在上一步放置的隔離膜或可剝布的上方放置上模塊，并對準上模塊與下模塊的合模位置，將上模塊與下模塊通過螺栓固定；

11、8)通過熱壓機進行整個夾芯增強模具的加熱，根據(jù)選用的膠膜固化工藝完成膠膜的固化；

12、9)固化后進行夾芯增強模具的拆分、脫模，獲得已經(jīng)增強的蜂窩夾芯。

13、優(yōu)選地，步驟1)中夾芯增強模具的材質(zhì)為金屬，具體選用模具鋼或鋁合金。

14、優(yōu)選地，步驟2)中隔離膜或可剝布的外形邊界大于步驟3)中膠膜的尺寸邊界10-20mm。

15、優(yōu)選地，步驟2)和6)中隔離膜或可剝布放置后，均勻消除褶皺。

16、優(yōu)選地，步驟3)和5)中帶支撐織物的膠膜為中溫固化體系或高溫固化體系，支撐織物為熱塑纖維織物、薄層玻璃纖維織物、熱塑網(wǎng)狀薄膜中的一種。

17、優(yōu)選地，步驟3)和5)中膠膜的厚度為0.2-0.5mm。

18、優(yōu)選地，步驟3)中膠膜的尺寸相較蜂窩夾芯的凈尺寸邊緣大5-10mm。

19、優(yōu)選地，步驟5)中膠膜的邊界尺寸與蜂窩夾芯尺寸一致。

20、優(yōu)選地，步驟4)中蜂窩夾芯在激光投影儀或刻線的參考下準確定位放置到下模塊的型腔中，并通過壓輥實現(xiàn)與膠膜的緊密貼合。

21、本發(fā)明具有的優(yōu)點如下：

22、1.本發(fā)明的蜂窩夾芯增強處理措施簡便，不改變現(xiàn)有常規(guī)蜂窩夾層結(jié)構成型工藝方法及成型質(zhì)量控制技術途徑；

23、2.對蜂窩夾芯的處理方法幾乎不增加夾層結(jié)構重量，保證了經(jīng)結(jié)構設計校核的重量分布優(yōu)化狀態(tài)，同時金屬剛性模具的型面約束能夠滿足復雜蜂窩夾芯的尺寸及形狀約束，確保處理后的蜂窩夾芯尺寸精度；

24、3.通過帶支撐膠膜增強的蜂窩夾芯，蜂窩夾芯結(jié)構剛性提升，尤其是蜂窩夾芯邊緣的抗壓潰能力顯著提升，能夠滿足工業(yè)化應用過程的儲存、轉(zhuǎn)運需求，保障后續(xù)蜂窩夾層結(jié)構的成型質(zhì)量；

25、4.本發(fā)明的增強處理方法同樣可用于泡沫夾芯的增強處理，對于夾層結(jié)構復合材料的制造具有較為廣泛的推廣應用價值。

技術特征：

1.一種提高蜂窩夾芯機加后尺寸及外形精度穩(wěn)定性的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)中夾芯增強模具的材質(zhì)為金屬，具體選用模具鋼或鋁合金。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)中隔離膜或可剝布的外形邊界大于步驟3)中膠膜的尺寸邊界10-20mm。

4.如權利要求1或3所述的方法，其特征在于，步驟2)和6)中隔離膜或可剝布放置后，均勻消除褶皺。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3)和5)中帶支撐織物的膠膜為中溫固化體系或高溫固化體系，支撐織物為熱塑纖維織物、薄層玻璃纖維織物、熱塑網(wǎng)狀薄膜中的一種。

6.如權利要求1或5所述的方法，其特征在于，步驟3)和5)中膠膜的厚度為0.2-0.5mm。

7.如權利要求1或5所述的方法，其特征在于，步驟3)中膠膜的尺寸相較蜂窩夾芯的凈尺寸邊緣大5-10mm。

8.如權利要求1或5所述的方法，其特征在于，步驟5)中膠膜的邊界尺寸與蜂窩夾芯尺寸一致。

9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4)中蜂窩夾芯在激光投影儀或刻線的參考下準確定位放置到下模塊的型腔中，并通過壓輥實現(xiàn)與膠膜的緊密貼合。

技術總結(jié)
本發(fā)明公開一種提高蜂窩夾芯機加后尺寸及外形精度穩(wěn)定性的方法，涉及復合材料制備領域，本發(fā)明采用閉合模腔對蜂窩夾芯進行帶支撐織物膠膜固化增強處理，實現(xiàn)了蜂窩夾芯的尺寸及型面的固定及保護，在蜂窩夾芯的轉(zhuǎn)運、存儲以及固化成型中作為一個具有已固化膠膜約束的整體結(jié)構存在，保證了蜂窩夾芯尺寸穩(wěn)定性及結(jié)構完整性，為后續(xù)蜂窩夾層結(jié)構成型質(zhì)量的提升提供保障。

技術研發(fā)人員：陳超,張帥,劉秀,倪敏軒,范啟陽,孫萌萌,李根,楊可馨
受保護的技術使用者：海鷹空天材料研究院（蘇州）有限責任公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/2