复合材料捻子条自动化制造工艺研究

捻子条是复合材料梁肋三角区必不可少的填充材料。为了优化捻子条的制造工艺,提高制造质量,提高自动化程度,开展了材料构型、成型温度、材料填充数量等工艺参数的研究,探索不同的工艺参数对捻子条制造质量的影响。结果表明:材料填充数量为102%,拉挤成型温度为100℃,材料构型选取6. 35 mm×6层,可以保证捻子条的尺寸稳定、外观质量好。针对帽型长桁加筋壁板的捻子条,可以采用自动铺丝+拉挤成型工艺制造捻子条。采用优化后的捻子条可以保证蒙皮和帽型长桁的装配到位,固化后壁板三角区光滑过渡,质量好。     

真空辅助树脂灌注工艺成型泡沫夹芯结构工艺设计与控制

采用无屈曲织物(NCF)、CYCOM(R) 890 RTM树脂体系和聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫以及真空辅助树脂灌注成型工艺(VARI)成型泡沫夹芯复合材料平板,结合力学性能测试和微观结构分析等手段研究了成型过程中抽胶对夹芯板界面质量以及纤维体积分数的影响,分析产生的缺陷类型及原因,优化了工艺参数.结果表明:抽胶有利于提高泡沫夹芯板的纤维体积分数和力学性能,在100～120℃温度范围内进行30 min的抽胶,工艺稳定,层间剪切强度和弯曲强度显著提高.     

真空辅助树脂灌注工艺成型泡沫夹芯结构工艺设计与控制

采用无屈曲织物(NCF)、 CYCOM^® 890 RTM树脂体系和聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫以及真空辅助树脂灌注成型工艺(VARI)成型泡沫夹芯复合材料平板, 结合力学性能测试和微观结构分析等手段研究了成型过程中抽胶对夹芯板界面质量以及纤维体积分数的影响, 分析产生的缺陷类型及原因, 优化了工艺参数。结果表明: 抽胶有利于提高泡沫夹芯板的纤维体积分数和力学性能, 在100～120 ℃温度范围内进行30 min的抽胶, 工艺稳定, 层间剪切强度和弯曲强度显著提高。     

采用薄膜传感器的树脂基复合材料热压罐工艺密实压力测试方法

针对树脂基复合材料层板热压罐成型工艺,采用薄膜压力传感器建立了密实压力在线测试系统,用于监测成型过程中复合材料所受密实压力的大小和分布。研究了密实压力测试系统在热压罐工艺条件下的适用性,在此基础上以该系统为测试手段,研究了热压罐工艺下L形碳纤维/环氧树脂复合材料层板的密实压力变化规律及模具形式的影响。结果表明: 所建立的密实压力测试系统具有较高的准确性和动态响应性,能够测试高温条件及曲面位置的密实压力,满足复合材料热压罐成型过程中密实压力的在线测试要求; L形复合材料层板成型过程中拐角区与平板区的密实压力随热压罐压力增大而增加,但增加速度和最终大小不同,阳模成型时拐角区密实压力高于平板区,阴模成型时拐角区密实压力小于平板区和外加压力,表明曲面结构与平板结构的密实行为具有差异性。     

复合材料工型肋的RTM工艺模拟与优化

采用PAM-RTM模拟软件,对变截面工型肋结构零件进行RTM工艺注射方案设计。过程中,分别进行了6种注射方案的结果模拟,从注射方式、注射参数及注射口选择等方面进行方案设计,对注射过程中的压力分布、树脂浸润效果及注射时间进行比较,根据比较结果进行综合评定,最终得出了最优注射方案,并将结果用以指导工装设计,成型了验证零件。结果表明:采用计算模拟技术,可替代人工试验,进行工艺及工装方案设计与制造;工型肋的摆放位置对树脂的浸润趋势和注射时间影响较小,但注射口和注射方式选择对工型肋零件的影响很大,线注射方式及端部注射的浸润效果和效率要好于点注射及梢部注射。     

VARI工艺中纤维体积含量的影响因素及控制技术研究

分别采用了不同预定型参数和注射工艺参数成型了VARI工艺平板,并研究了各个工艺参数对复合材料平板厚度(纤维体积含量)的影响规律。研究结果表明,适当增加树脂过注和过抽时间,提高纤维预定型压力,并降低树脂注射粘度,可增加纤维的重排时间,减少树脂对真空成型压力抵消,从而提高纤维的排列密实程度,达到提高平板纤维体积含量的效果。采用VARI工艺成型的复合材料平板纤维体积含量最高可至57.1%。     

一种高温环氧树脂的工艺及力学性能

对比研究了国产MERICAN 3768和国外CYCOM 890 RTM两种高温环氧树脂的工艺性和力学性能。同时选取典型航空结构,采用双轴向碳纤维织物和真空灌注工艺制备了对比零件。结果表明,国产MERICAN 3768树脂的浸润性、流变固化特性和力学性能均与国外CYCOM 890 RTM树脂相当,均具有优异的工艺性和力学性能,与纤维匹配性好,满足航空应用对树脂的要求。     

复合材料先进液体成型技术的航空应用与最新发展

复合材料的大量应用已经成为提高民机产品性能与市场竞争力的重要因素,备受当前国际主要航空制造企业及相关行业的关注。而随着民机结构中复合材料的大量应用,其成本问题愈发凸显,使得复合材料液体成型技术愈发受到关注,调研了国内外液体成型技术相关的研究和应用工作,结合各类典型的航空复材制件的研制案例,介绍了复合材料先进液体成型技术的应用特点,并分析了该技术的最新发展趋势,以供参考。     

复合材料预成型体本体粉末定型剂的制备

采用Cycom890树脂来制备粉末定型剂。根据树脂在不同温度下的恒温流变性能,选择150℃作为树脂的预聚温度。对不同预聚时间的树脂进行性能分析,结果表明随着预聚时间的延长,焓变和固化度近似线性增加,但树脂的软化点在2h附近会发生突变。在150℃下预聚1.5~2h的树脂,在室温时呈固态,可以研磨成粉末,并且软化点相对较低,适合作定型剂。90℃下的恒温流变曲线显示,制备的定型剂具有较长的使用寿命。     

热压辅助预成型的超大厚度制件VARI成型工艺研究

以VARI工艺为代表的复合材料低成本液体成型技术愈发受到研究关注。针对超大厚度制件的VARI成型,创造性地引入热压辅助预成型技术,以100层的超大厚度层板的VARI成型为例,在制备预成型体的过程中,采用热压辅助预成型,并分析热压辅助预成型引入后,预成型体的厚度变化、进出胶口设置方式以及对最终制件质量的影响。该研究对于提升VARI工艺制件纤维体积含量和制件性能,进一步拓展VARI工艺在民机结构中的应用都具有积极意义,研究结果可以为VARI成型工艺制备的大厚度制件在飞机结构中的设计与应用提供参考。