背景技術:
本發明屬于復合材料加工領域,具體涉及一種減小復材零件變形的成型方法。
現有技術
復合材料零件涉及固化成型工序。現在零件的固化方式普遍為真空袋法。現有的真空袋法固化成型技術,共分為三個階段,升溫階段、恒溫階段、降溫階段。其固化原理為固化設備通過提升加熱管溫度傳到至空氣,再由空氣傳熱至零件及工裝,降溫過程與之相同,最終完成零件的固化加工過程。
如圖1,真空袋法的固化成型過程中,零件2置于成型工裝1上,零件2的一面與爐溫直接接觸,一面與真空袋3接觸。現有的技術升溫階段及降溫階段普遍采用1-3℃/min的升、降溫速率。此方法雖可減少一定的能源成本,但在整個固化成型過程當中,由于工裝的因素,零件的爐溫面與貼模面存在溫差,通過熱電偶讀數顯示最大溫差可達50℃。
在此固化成型過程中,零件2的爐溫面更接近爐溫,其在固化成型過程中先于貼模面到達固化臨界點。零件2的爐溫面在固化及降溫冷卻的時間點均領先于貼模面,在零件2的爐溫面完全固化及冷卻后,貼模面仍處于冷卻的過程中,產生內力影響,在零件完全固化后,產生嚴重變形。通過數據的積累零件越大,變形越嚴重,最大變形量約為17mm。
技術實現要素:
本發明是對真空袋固化成型方法的優化,降低零件的爐溫面與貼模面的熱量傳遞速率差,減少零件整體的溫差,使零件兩面的固化時間點保持一致,從而保證零件的平整度。
一種減小復材零件變形的成型方法,用于復材的真空袋固化成型,包括以下步驟:
步驟1、在成型工裝上放置零件,并在零件上端糊制真空袋,熱電偶放置在成型工裝的熱電偶擺放孔中;
步驟2、產品成型
將糊制完真空袋的零件及成型工裝推入固化設備中,升溫階段:由室溫開始升溫至180±5°,升溫速率為0.5-1.5℃/min;恒溫2-2.5小時;降溫階段:降溫至45°以下,降溫速率為0.5-1.5℃/min,成型完畢。
對于表面積超過1㎡或存在曲率的零件,在升溫階段中增加80-85℃的恒溫階段,時間為60-75min。
固化成型之前進行真空試驗,合格后進行固化。
接近恒溫階段時,以溫度滯后的熱電偶讀數為準。
有益效果:本發明降低了的零件貼模面與爐溫接觸面的熱量傳遞速率差,減小零件的爐溫面與貼膜面的溫差,使零件兩面的固化時間點保持一致,可以避免零件固化成型后產生翹曲變形。通過實驗證明,采用此方法進行固化成型的零件最終翹曲量為0-3mm,滿足各項針對復合材料零件平面度的要求。
附圖說明
圖1為真空袋固化成型鋪貼結構。
具體實施方式
第一步:糊制真空袋
在成型工裝1上放置零件2,并糊制真空袋3,并將熱電偶4放置在相應的熱電偶擺放孔。
第二步:產品成型
將糊制完真空袋3的零件2及成型工裝1推入固化設備中,真空試驗合格后進行固化成型。固化時升溫階段,由室溫開始升溫至180±5°,升溫速率為0.5-1.5℃/min;恒溫2-2.5小時;然后降溫至45°以下,降溫速率為0.5-1.5℃/min,成型完畢。
對于表面積超過1㎡或存在曲率的零件,在升溫階段中增加80-85℃的恒溫階段,時間為60-75min。
接近恒溫階段時,以溫度滯后的熱電偶4讀數為準。