本發(fā)明屬于樹脂基復(fù)合材料成型技術(shù)，涉及一種密墻復(fù)合材料結(jié)構(gòu)整體成型的封裝方法。

背景技術(shù)：

壓力是復(fù)合材料成型中的一個重要參數(shù)，加壓方式有模壓成型中采用的壓機加壓、RTM注射加壓，而目前大多數(shù)航空航天領(lǐng)域的高性能復(fù)合材料成型應(yīng)用更廣泛的則是真空袋法成型，真空薄膜封裝是高性能復(fù)合材料真空袋成型方法中一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。真空薄膜不僅要求與外形模形成密封系統(tǒng)、還要求真空薄膜與成型模具貼合不要形成架橋區(qū)，避免因架橋引起零件加壓不均勻，甚至造成加壓過程中真空薄膜被壓破漏氣造成零件疏松報廢。

帶有墻肋的壁板因其具有較好的剛度而成為復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計中常采用的結(jié)構(gòu)形式。如果采用將蒙皮、墻、肋等子零件分別固化后然后膠接或機械連接的方法形成壁板結(jié)構(gòu)，每個子零件分別成型時結(jié)構(gòu)較簡單封裝時結(jié)構(gòu)開敞容易進行真空封裝。但因為這種結(jié)構(gòu)整體性較差，緊固件成本和裝配成本高，且緊固件的大量應(yīng)用降低了結(jié)構(gòu)的減重效率，不利于結(jié)構(gòu)減重。隨著復(fù)合材料用量的不斷擴大，結(jié)構(gòu)減重和降低成本的需求更顯突出，越來越多的飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計為整體結(jié)構(gòu)，通過整體成型一次完成構(gòu)件制造。為保證各個子零件的位置及型面要求，同時滿足整體成型過程中零件各部分加壓的需要，一般對整體結(jié)構(gòu)的各個子零件進行模具組裝完成后進行封裝形成真空系統(tǒng)，封裝雖然比較復(fù)雜，但對于結(jié)構(gòu)開敞的整體結(jié)構(gòu)件尚可以實現(xiàn)。而對于結(jié)構(gòu)不開敞的整體件的封裝難度則比較大甚至難以實現(xiàn)。

如，帶有4根縱墻的整體壁板結(jié)構(gòu)，在小端縱墻凸緣間距離僅為30mm，而且為了保證4根縱墻上凸緣型面精度，縱墻上凸緣成型模具需采用剛性好的縱墻外型模，模具組裝后結(jié)構(gòu)不開敞很難進行封裝操作，縱墻間拐角處架橋問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是，提供一種密墻復(fù)合材料結(jié)構(gòu)整體成型的封裝方法，滿足密墻復(fù)合材料結(jié)構(gòu)非開敞區(qū)封裝的需求。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：方法如下：

(a)準備縱墻之間的輔助材料，將輔助材料按縱墻底部輔助材料和縱墻側(cè)面輔助材料分切。

(b)在縱墻內(nèi)側(cè)模具的上、下拐角處粘貼雙面膠帶或膩子，將縱墻側(cè)面輔助材料粘貼在縱墻內(nèi)側(cè)模具上；

(c)密墻復(fù)合材料結(jié)構(gòu)預(yù)制體在壁板外形模上定位，組裝縱墻凸緣之間的蒙皮內(nèi)側(cè)模具；

(d)分別組裝每根縱墻兩側(cè)的縱墻內(nèi)側(cè)模具；

(e)在縱墻之間鋪放縱墻底部輔助材料，并在縱墻內(nèi)側(cè)模具的下拐角處定位；

(f)兩個縱墻之間型腔的真空薄膜按縱墻內(nèi)側(cè)模具上、下拐角劃轉(zhuǎn)折線并留皺褶余量，封裝真空薄膜前，沿轉(zhuǎn)折線預(yù)先制備真空薄膜皺褶。

(g)采用雙面膠帶或膩子將真空薄膜在縱墻內(nèi)側(cè)模具上、下拐角位置進行定位，使真空薄膜預(yù)先貼模；

(h)將兩個縱墻間的真空薄膜兩端與壁板外形模粘接，并使相鄰縱墻間真空薄膜互相粘接，僅留出與縱墻上凸緣外形模粘接的部分；

(i)從中間縱墻開始組裝上凸緣外形模，使兩側(cè)相鄰縱墻間真空薄膜分別與縱墻上凸緣外形模密封粘接；

(j)由內(nèi)而外依次組裝縱墻上凸緣外形模，使縱墻兩側(cè)相鄰縱墻間真空薄膜分別與縱墻上凸緣外形模密封粘接；

(k)在兩側(cè)縱墻外側(cè)鋪放輔助材料，封裝兩側(cè)縱墻外側(cè)的真空薄膜，使外側(cè)的真空薄膜分別與兩側(cè)縱墻上凸緣外形模、相鄰縱墻間真空薄膜及壁板外形模封裝。

所述的縱墻之間的輔助材料按相鄰縱墻內(nèi)側(cè)模具下拐角之間的距離單邊寬出5～20mm，側(cè)面輔助材料寬度方向按縱墻內(nèi)側(cè)模具隨形，下邊按縱墻內(nèi)側(cè)模具下拐角寬出5～20mm，上邊按真空薄膜封裝位置線留0～50mm余量。

所述的縱墻之間型腔的真空薄膜在縱墻內(nèi)側(cè)模具上、下拐角留皺褶余量20～100mm。

本發(fā)明的優(yōu)點：

(1)縱墻之間不開敞區(qū)域輔助材料分切并在拐角區(qū)域定位使之預(yù)先貼模，避免封裝后抽真空時因結(jié)構(gòu)不開敞無法操作出現(xiàn)輔助材料架橋現(xiàn)象并為真空薄膜定位提供基礎(chǔ)。

(2)真空薄膜按型腔截面在易架橋區(qū)預(yù)先制備真空薄膜褶皺，組裝縱墻上凸緣外形模前將真空薄膜在縱墻之間進行定位使之預(yù)先貼模，避免了組裝縱墻上凸緣外形模后無法操作造成真空薄膜架橋的問題。

附圖說明

圖1“工”型壁板典型件示意圖；

圖2“工”型壁板典型件縱墻中段封裝狀態(tài)示意圖；

圖3“工”型壁板典型件縱墻兩端封裝狀態(tài)示意圖；

圖4“J”型壁板典型件縱墻中段封裝狀態(tài)示意圖；

圖5“J”型壁板典型件縱墻兩端封裝狀態(tài)示意圖。

具體實施方式

下面對本發(fā)明做進一步詳細說明。以圖1所示結(jié)構(gòu)為例，該加筋壁板為縱向帶有5根“工”型截面縱墻的整體壁板結(jié)構(gòu)。為了保證縱墻上凸緣型面精度，縱墻上凸緣模具采用剛性好的“T”型截面縱墻外型模，與模具組裝后縱墻之間的空間狹窄,如果按常規(guī)的封裝方式先組裝縱墻外型模之后進行真空封裝，縱墻之間由于空間狹小無法進行封裝操作，即使完成封裝縱墻內(nèi)側(cè)拐角處架橋問題也不可避免，容易出現(xiàn)成形過程中加壓漏氣造成零件報廢。

為了解決該類整體壁板成型封裝的問題，我們將縱墻之間不開敞區(qū)域輔助材料分切并在上下拐角采用雙面膠帶或膩子分別在縱墻內(nèi)側(cè)模具上進行定位使之預(yù)先貼模。真空薄膜按型腔截面拐角劃線并在上、下拐角易架橋區(qū)留余量預(yù)先制備褶皺，為避免裝縱墻上凸緣外形模后造成無法操作，組裝縱墻上凸緣外形模前將真空薄膜褶皺對應(yīng)縱墻之間上、下拐角采用雙面膠帶或膩子進行定位使之貼模，留出與上凸緣外形模粘接部分，邊組裝上凸緣外形模邊進行真空封裝。

本發(fā)明涉及的模具有，壁板外型?！ＷC壁板外形的模具。上凸緣外形?！挥诳v墻上凸緣上型面，截面為“工”字型、“T”字型或其它滿足剛度要求的截面形式?？v墻內(nèi)側(cè)模具——分別放置于縱墻兩側(cè)保證縱墻腹板型面和位置的模具。蒙皮內(nèi)側(cè)模具——位于蒙皮內(nèi)側(cè)縱墻凸緣之間的模具。該類結(jié)構(gòu)封裝的技術(shù)解決方案是，縱墻之間不開敞區(qū)域輔助材料分切并在拐角區(qū)域采用雙面膠帶或膩子分別在縱墻內(nèi)側(cè)模具上進行定位使之預(yù)先貼模，避免輔助材料架橋并為真空薄膜定位提供基礎(chǔ)。真空薄膜按型腔截面拐角劃線并在上、下拐角易架橋區(qū)留余量預(yù)先制備褶皺，為避免裝縱墻上凸緣外形模后造成無法操作，組裝縱墻上凸緣外形模前將真空薄膜褶皺對應(yīng)縱墻之間上、下拐角采用雙面膠帶或膩子進行定位使之貼模，留出與上凸緣外形模粘接部分，邊組裝上凸緣外形模邊進行真空封裝。具體方法如下：

(a)準備縱墻之間的輔助材料，將輔助材料按縱墻底部輔助材料和縱墻側(cè)面輔助材料分切，縱墻底部輔助材料按相鄰縱墻內(nèi)側(cè)模具下拐角之間的距離單邊寬出5～20mm，縱墻側(cè)面輔助材料寬度方向按縱墻內(nèi)側(cè)模具隨形，下邊按縱墻內(nèi)側(cè)模具下拐角寬出5～20mm，上邊按真空薄膜封裝位置線留0～50mm余量。

(b)在縱墻內(nèi)側(cè)模具的上、下拐角處粘貼雙面膠帶或膩子，將縱墻側(cè)面輔助材料粘貼在縱墻內(nèi)側(cè)模具上。

(c)整體壁板預(yù)制體在壁板外形模上定位，組裝縱墻凸緣之間的蒙皮內(nèi)側(cè)模具。

(d)分別組裝每根縱墻兩側(cè)的縱墻內(nèi)側(cè)模具。

(e)在縱墻之間鋪放縱墻底部輔助材料，并在縱墻內(nèi)側(cè)模具下拐角定位。

(f)縱墻之間型腔的真空薄膜按縱墻內(nèi)側(cè)模具上、下拐角劃轉(zhuǎn)折線并留皺褶余量20～100mm，封裝真空薄膜前沿轉(zhuǎn)折線預(yù)先制備真空薄膜皺褶。

(g)采用雙面膠帶或膩子將真空薄膜在縱墻內(nèi)側(cè)模具上、下拐角位置進行定位使之預(yù)先貼模。

(h)將縱墻間的真空薄膜兩端與壁板外形模粘接，并使相鄰縱墻間真空薄膜互相粘接，僅留出與縱墻上凸緣外形模粘接的部分。

(i)從中間縱墻開始組裝上凸緣外形模，使兩側(cè)相鄰縱墻間真空薄膜分別與縱墻上凸緣外形模密封粘接。

(j)由內(nèi)而外依次組裝縱墻上凸緣外形模，使縱墻兩側(cè)相鄰縱墻間真空薄膜分別與縱墻上凸緣外形模密封粘接。

(k)在兩側(cè)縱墻外側(cè)鋪放輔助材料，封裝兩側(cè)縱墻外側(cè)的真空薄膜，使外側(cè)的真空薄膜分別與兩側(cè)縱墻上凸緣外形模、相鄰縱墻間真空薄膜及壁板外形模封裝。

實施例1

圖1帶有5根“工”型縱墻的整體壁板結(jié)構(gòu)，外形尺寸900mm×520mm×105mm(長×寬×高)，縱墻2和蒙皮1通過RFI技術(shù)整體成型，為保證5根縱墻的上凸緣精度，縱墻上凸緣外型面采用剛性模具，與模具組裝后縱墻之間的間距僅為30mm，結(jié)構(gòu)不開敞組裝模具后無法進行封裝操作，為此我們采用本發(fā)明解決方案，封裝方案是將縱墻之間的真空薄膜分別封裝于上凸緣外形模兩側(cè)，再與壁板外形模封裝形成真空系統(tǒng)，具體如下：

(a)準備縱墻之間的輔助材料，側(cè)面輔助材料7寬度方向按縱墻內(nèi)側(cè)模具的內(nèi)形，下邊緣按縱墻內(nèi)側(cè)模具5下拐角放余量5～20mm，上邊緣到縱墻上凸緣外形模6側(cè)面真空薄膜封裝位置留10～30mm mm余量，底部輔助材料8按相鄰縱墻內(nèi)側(cè)模具下拐角之間的距離單邊寬出5～10mm。

(b)在縱墻內(nèi)側(cè)模具5的上、下拐角處粘貼雙面膠帶，將縱墻側(cè)面輔助材料7粘貼在縱墻內(nèi)側(cè)模具上。

(c)典型件在壁板外形模3上定位，組裝縱墻下凸緣之間的蒙皮內(nèi)側(cè)模具4。

(d)分別組裝每根縱墻兩側(cè)的縱墻內(nèi)側(cè)模具5。

(e)在縱墻之間鋪放底部輔助材料8，并在縱墻內(nèi)側(cè)模具下拐角定位。

(f)縱墻之間型腔的真空薄膜9按型腔截面以上、下拐角劃轉(zhuǎn)折線并留皺褶余量30～50mm，封裝真空薄膜前沿轉(zhuǎn)折線預(yù)先制備真空薄膜皺褶11。

(g)采用雙面膠帶或膩子將真空薄膜9在縱墻內(nèi)側(cè)模具5上、下拐角位置進行定位使之預(yù)先貼模。

(h)將縱墻間的真空薄膜9兩端與壁板外形模3粘接，并使相鄰縱墻間真空薄膜9互相粘接，僅留出與縱墻上凸緣外形模6粘接的部分。

(i)從中間縱墻開始組裝縱墻上凸緣外形模6，使兩側(cè)相鄰縱墻間真空薄膜9分別與縱墻上凸緣外形模6密封粘接。

(j)由內(nèi)而外依次組裝縱墻上凸緣外形模6，使縱墻兩側(cè)相鄰縱墻間真空薄膜9分別與縱墻上凸緣外形模密封粘接。

(k)在兩側(cè)縱墻外側(cè)鋪放輔助材料，封裝兩側(cè)縱墻外側(cè)的真空薄膜，使外側(cè)的真空薄膜分別與兩側(cè)縱墻上凸緣外形模、相鄰縱墻間真空薄膜及壁板外形模封裝，封裝完成后縱墻段及兩端輔助材料、零件、模具的關(guān)系如圖2和圖3所示。

實施例2

蒙皮上帶有4根“J”型縱墻的整體壁板，4根縱墻從大端至小端距離逐漸減小，小端縱墻之間間距僅為40mm。為保證縱墻上凸緣型面精度，采用剛度好的“工”型截面縱墻上凸緣外形模，結(jié)構(gòu)不開敞封裝難度大，我們采用了本發(fā)明的解決方案。封裝方案是將縱墻之間的真空薄膜分別封裝于上凸緣外形?！肮ぁ毙徒孛娴南鹿战遣课?，再與壁板外形模封裝形成真空系統(tǒng)，具體如下：

(a)準備縱墻之間的輔助材料，側(cè)面輔助材料7寬度方向按縱墻內(nèi)側(cè)模具的內(nèi)形，下邊緣按縱墻內(nèi)側(cè)模具5-1和5-2下拐角放余量10～25mm，上邊緣到縱墻上凸緣外形模6側(cè)面真空薄膜封裝位置留30～50mm mm余量，底部輔助材料8按相鄰縱墻內(nèi)側(cè)模具下拐角之間的距離單邊寬出5～10mm。

(b)在縱墻內(nèi)側(cè)模具5-1和5-2的上、下拐角處粘貼雙面膠帶或膩子，將縱墻側(cè)面輔助材料7粘貼在縱墻內(nèi)側(cè)模具上。

(c)整體壁板預(yù)制體在壁板外形模3上定位，組裝縱墻下凸緣之間的蒙皮內(nèi)側(cè)模具4。

(d)分別組裝每根縱墻兩側(cè)的縱墻內(nèi)側(cè)模具5-1和5-2。

(e)在縱墻之間鋪放底部輔助材料8，并在縱墻內(nèi)側(cè)模具下拐角定位。

(f)縱墻之間型腔的真空薄膜9按型腔截面以上、下拐角劃轉(zhuǎn)折線并留皺褶余量60～80mm，封裝真空薄膜前沿轉(zhuǎn)折線預(yù)先制備真空薄膜皺褶11。

(g)采用雙面膠帶或膩子將真空薄膜9在縱墻內(nèi)側(cè)模具5上、下拐角位置進行定位使之預(yù)先貼模。

(h)將縱墻間的真空薄膜9兩端與壁板外形模3粘接，并使相鄰縱墻間真空薄膜9互相粘接，僅留出與縱墻上凸緣外形模6粘接的部分。

(i)從中間縱墻開始組裝縱墻上凸緣外形模6，使兩側(cè)相鄰縱墻間真空薄膜9分別與縱墻上凸緣外形模6密封粘接。

(j)由內(nèi)而外依次組裝縱墻上凸緣外形模6，使縱墻兩側(cè)相鄰縱墻間真空薄膜9分別與縱墻上凸緣外形模密封粘接。

(k)在兩側(cè)縱墻外側(cè)鋪放輔助材料，封裝兩側(cè)縱墻外側(cè)的真空薄膜，使外側(cè)的真空薄膜分別與兩側(cè)縱墻上凸緣外形模、相鄰縱墻間真空薄膜及壁板外形模封裝，封裝完成后縱墻段及兩端輔助材料、零件、模具的關(guān)系如圖4和圖5所示。