一种大厚度蜂窝变形工艺方法
阅读说明：本技术 一种大厚度蜂窝变形工艺方法 (Large-thickness honeycomb deformation process method ) 是由 郝磊 轩立新 贾顺利 杨茂伟 于 2021-07-30 设计创作，主要内容包括：本发明属于航空复合材料制造技术领域,一种大厚度蜂窝变形工艺方法,在大厚度蜂窝变形过程中,首先按照蜂窝夹层结构中蜂窝尺寸对蜂窝进行裁剪,然后采用抽真空方式对蜂窝进行缓慢加压,在加压后保持一定时间,然后再次进行加压过程,反复多次直至蜂窝变形到位后,采用压板对蜂窝进行施压,并保温一定时间,使蜂窝保持定型型面。本发明使蜂窝在变形过程中,能够有较为充分的时间调整蜂窝格空的变形能力,使蜂窝格空均匀变形,间接增加了蜂窝变形能力；本发明照蜂窝夹层结构蜂窝尺寸进行蜂窝裁剪,取消了蜂窝余量区对于蜂窝变形能力的限制,也增加了蜂窝变形能力,上述工艺措施的实施,解决了大厚度蜂窝变形问题。(The invention belongs to the technical field of aviation composite material manufacturing, and discloses a large-thickness honeycomb deformation process method. The invention can adjust the deformability of the honeycomb cells in a sufficient time in the deformation process of the honeycomb, so that the honeycomb cells are uniformly deformed, and the deformation capability of the honeycomb is indirectly increased; the honeycomb cutting method carries out honeycomb cutting according to the size of the honeycomb sandwich structure, cancels the limitation of a honeycomb allowance area on the deformation capacity of the honeycomb, and also increases the deformation capacity of the honeycomb.)
技术领域
本发明属于航空复合材料制造技术领域，涉及一种大厚度蜂窝工艺方法，具体涉及一种大厚度蜂窝变形工艺方法。
背景技术
蜂窝夹层结构由于具有强度高，重量轻，比刚度高等特点，在航空复合材料中广泛应用。在飞机整流罩等部位，由于对于材料的强度，刚度，重量等要求，需要采用大厚度蜂窝夹层结构形式，该夹层结构成型所用的蜂窝需要采用等厚度平板蜂窝进行变形而得。
在蜂窝制备过程中，由于蜂窝采用跌层板拉伸而成，制备的蜂窝为平板结构，为了使蜂窝适应夹层结构的曲面，采用适当的工艺措施对蜂窝变形，传统的蜂窝变形方法有两种，一种为将蜂窝进行预固化，改状态条件下蜂窝具有较好的变形能力，对蜂窝进行变形后，然后进行最终固化；另一种方法为对蜂窝进行完全固化，固化后对蜂窝进行变形，这种方法由于蜂窝厚度较小，并且蜂窝表型曲率较小，在变形实现上具有较好的蜂窝变形效果。
对于大厚度蜂窝夹层结构的制备，需要进行大厚度蜂窝变形。而大厚度蜂窝变形在上下表面产生弧长差，该差别使蜂窝一个表面产生压缩作用，一个表面产生拉伸作用，由于蜂窝的伸缩率和伸长率限制，导致蜂窝变形到一定程度后，产生蜂窝挤压现象，该现象破坏了蜂窝的正六边形结构，影响蜂窝的性能，为此，在进行大厚度曲面蜂窝变形时，采用蜂窝分块的方法，减小蜂窝变形挤压现象。然而该方法需要对蜂窝进行多次胶接工序，同时蜂窝胶接区域的胶接材料增加了整体蜂窝夹层结构重量，也增加了多个胶接界面，增加了蜂窝夹层结构的无损检测工作量。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种大厚度蜂窝变形工艺方法，由于采用缓慢施压方式，使蜂窝在变形过程中，能够有较为充分的时间调整蜂窝格空的变形能力，使蜂窝格空均匀变形，间接增加了蜂窝变形能力，同时按照蜂窝夹层结构蜂窝尺寸进行蜂窝裁剪，取消了蜂窝余量区对于蜂窝变形能力的限制，也增加了蜂窝变形能力。
本发明的技术方案是：
一种大厚度蜂窝变形工艺方法，在大厚度蜂窝变形过程中，首先按照蜂窝夹层结构中蜂窝尺寸对蜂窝进行裁剪，然后采用抽真空方式对蜂窝进行缓慢加压，在加压后保持一定时间，然后再次进行加压过程，反复多次直至蜂窝变形到位后，采用压板对蜂窝进行施压，并保温一定时间，使蜂窝保持定型型面。
进一步的，具体包括以下步骤：
步骤一，按照蜂窝夹层结构需要尺寸对大厚度蜂窝进行裁剪，裁剪时大厚度蜂窝的每边都预留一定余量；
步骤二，对步骤一得到的大厚度蜂窝侧面进行保护后，放置在模具的型面上；模具是蜂窝夹层结构最终曲面的型面模具；
步骤三，采用抽真空方式对大厚度蜂窝进行加压，并加热保持一定时间，加压的压力较小，保持时间较短；
步骤四，多次重复步骤三的方法，但每次重复步骤三的方式时，加压的压力都较上一次压力更大，保持时间也较上一次时间更长；
步骤五，当大厚度蜂窝完全贴合模具并且结构稳定化后，完成大厚度蜂窝的变形。
进一步的，步骤一中，大厚度蜂窝的每边预留的余量为30～70mm。
进一步的，步骤二中，采用两个L形状的挡块对大厚度蜂窝的两个侧面进行保护，挡块L形的一边高度与大厚度蜂窝厚度相等并抵在大厚度蜂窝的两侧，挡块L形的另一边贴在模具型面上。
进一步的，挡块贴在模具型面的一边长度是大厚度蜂窝厚度的1.1～3.0倍。
进一步的，步骤三和步骤四中，将密封好蜂窝的模具送入烘箱或加热罐中，加热温度是170～220℃。
进一步的，步骤三中，第一次加压时，真空度为0.01MPa～0.03MPa，保持时间为1min～20min。
进一步的，步骤四中，最大加压的真空度为0.035MPa～0.10MPa，最大保持时间为5min～60min。
本发明的优点是：
1、本发明使蜂窝在变形过程中，能够有较为充分的时间调整蜂窝格空的变形能力，使蜂窝格空均匀变形，间接增加了蜂窝变形能力；
2、本发明的方法按照蜂窝夹层结构蜂窝尺寸进行蜂窝裁剪，取消了蜂窝余量区对于蜂窝变形能力的限制，也增加了蜂窝变形能力，上述工艺措施的实施，解决了大厚度蜂窝变形问题。
3、本发明解决了大厚度蜂窝在变形过程中，发生蜂窝较为严重的挤压现象，以及为避免上述问题，采用多块蜂窝拼接工艺，增加了胶接工序以及无损检测工序，提高了大厚度蜂窝的制造效率和重量，具有较大的实际应用价值。
附图说明
图1是本发明的平面的大厚度蜂窝示意图；
图2是本发明的大厚度蜂窝粘接档块示意图；
图3是本发明的档块示意图；
图4是本发明的大厚度蜂窝放置在模具上的初始状态示意图；
图5是本发明的大厚度蜂窝完成变形后的示意图；
其中，1—初始大厚度蜂窝，2—粘接面，3—档块，4—模具，5—透气材料，6—真空袋，7—变形后蜂窝。
具体实施方式
本部分是本发明的实施例，用于解释和说明本发明的技术方案。
一种大厚度蜂窝变形工艺方法，在大厚度蜂窝变形过程中，首先按照蜂窝夹层结构中蜂窝尺寸对蜂窝进行裁剪，然后采用抽真空方式对蜂窝进行缓慢加压，在加压后保持一定时间，然后再次进行加压过程，反复多次直至蜂窝变形到位后，采用压板对蜂窝进行施压，并保温一定时间，使蜂窝保持定型型面。
具体包括以下步骤：
步骤一，按照蜂窝夹层结构需要尺寸对大厚度蜂窝进行裁剪，裁剪时大厚度蜂窝的每边都预留一定余量；
步骤二，对步骤一得到的大厚度蜂窝侧面进行保护后，放置在模具的型面上；模具是蜂窝夹层结构最终曲面的型面模具；
步骤三，采用抽真空方式对大厚度蜂窝进行加压，并加热保持一定时间，加压的压力较小，保持时间较短；
步骤四，多次重复步骤三的方法，但每次重复步骤三的方式时，加压的压力都较上一次压力更大，保持时间也较上一次时间更长；
步骤五，当大厚度蜂窝完全贴合模具并且结构稳定化后，完成大厚度蜂窝的变形。
步骤一中，大厚度蜂窝的每边预留的余量为30～70mm。
步骤二中，采用两个L形状的挡块对大厚度蜂窝的两个侧面进行保护，挡块L形的一边高度与大厚度蜂窝厚度相等并抵在大厚度蜂窝的两侧，挡块L形的另一边贴在模具型面上。
挡块贴在模具型面的一边长度是大厚度蜂窝厚度的1.1～3.0倍。
步骤三和步骤四中，将密封好蜂窝的模具送入烘箱或加热罐中，加热温度是170～220℃。
步骤三中，第一次加压时，真空度为0.01MPa～0.03MPa，保持时间为1min～20min。
步骤四中，最大加压的真空度为0.035MPa～0.10MPa，最大保持时间为5min～60min。
本发明的原理是：
本发明的方法针对大厚度蜂窝的变形过程，在大厚度蜂窝变形过程中，首先按照蜂窝夹层结构中蜂窝尺寸对蜂窝进行裁剪，减小蜂窝变形余量限制，然后采用抽真空方式对蜂窝进行缓慢加压，在加压后保持一定时间，使蜂窝具有一定时间的调整过程，然后再次进行加压过程，上述过程反复多次，当蜂窝变形到位后，采用压板对蜂窝进行施压，并保温一定时间，使蜂窝保持定型型面。
上述措施的实施步骤为：首先按照蜂窝夹层结构需要尺寸对蜂窝进行裁剪，其中蜂窝每边预留30mm～70mm余量,得到蜂窝；采用室温固化胶膜或胶粘剂将蜂窝侧面保护挡块粘接到蜂窝侧面，其中蜂窝侧面挡块材质为金属或复合材料，挡块为L形，其H向长度与定型蜂窝厚度相同，L向长度为H向长度的1.1～3.0倍。将蜂窝放置于模具表面，在蜂窝表面铺放透气材料，采用真空袋进行密封，将密封好蜂窝的模具送入烘箱中，升温至170℃～220℃，采用抽真空方式对蜂窝进行加压，真空度开始为0.01MPa～0.03MPa，保持时间为1min～20min，然后增大真空度至0.035MPa～0.10MPa，在此真空保持时间为5min～60min。保温结束后，即完成蜂窝定型，得到变形后蜂窝。
具体步骤可以为：
步骤一，按照蜂窝夹层结构需要尺寸对蜂窝进行裁剪，其中蜂窝每边预留30mm～70mm余量。
步骤二，在蜂窝边缘粘接保护挡板,将蜂窝放置与蜂窝定型模具表面，在蜂窝表面铺放透气材料，密封真空袋。
蜂窝边缘保护挡板为组合结构，其为L形，其H向长度与定型蜂窝厚度相同，L向长度为H向长度的1.1～3.0倍
蜂窝侧面挡块与蜂窝粘接时，采用室温固化胶粘剂或压敏胶带进行粘接。
步骤三，将密封好蜂窝的模具送入烘箱中，升温至170℃～220℃，优选180℃～195℃，采用抽真空方式对蜂窝进行加压，真空度开始为0.01MPa～0.03MPa，保持时间为1min～20min，优选时间为5min～10min，然后增大真空度至0.035MPa～0.10MPa，优选为0.035MPa～0.05MPa，在此真空保持时间为5min～60min，优选时间为20min～40min。
蜂窝定型时，最高温度升高至蜂窝浸渍胶Tg以上10℃～30℃。
或者以一个实例来说：
按照大厚度蜂窝夹层结构设计，进行大厚度蜂窝的变形，其具体制造过程如下所述：
步骤一，按照60mm厚度进行裁剪，裁剪为尺寸为1200mm×1800mm尺寸，每边留出50mm余量，即裁剪后蜂窝尺寸为1300mm×1900mm；
步骤二，蜂窝边缘保护挡板为组合结构，蜂窝侧面挡块采用铝制材质，其有长度为250mm的小段组合而成，并且侧面挡块其H向长度为60mm，H向长度为100mm，蜂窝侧面保护挡板采用FN-305胶粘剂与蜂窝粘接。
在蜂窝边缘粘接保护挡板,将蜂窝放置与蜂窝定型模具表面，在蜂窝表面铺放透气材料，密封真空袋。
步骤三，将密封好蜂窝的模具送入烘箱中，升温至180℃～190℃，采用抽真空方式对蜂窝进行加压，真空度开始为0.02MPa～0.025MPa，保持时间为10min，然后增大真空度至0.030MPa～0.035MPa，在此真空保持时间为40min。
步骤四，在抽真空加压条件下，使蜂窝定型模具降温。
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