碳纤维复合材料弯曲撑杆成型工艺技术.pdfVIP

维普资讯 电 子 机 械 工 程 2003年第 l9卷第 3期 Electro-- M echanicalEngineering 2003．Vo1．19No．3 碳纤维复合材料弯曲撑杆成型工艺技术 靳武刚。高建军 (中国电子科技集 团公司第 39研究所，陕西 西安 710065) 摘 要 ：对碳 纤维复合材料弯曲撑杆的成 型工艺方法进行 了试验研 究，比较分析 了几种方法的优缺 点。分别研究了铺层设计、吸胶工艺、热缩工艺，采用了预浸料铺层——热压罐 固化工艺，制品具有 厚度均匀、表面光滑平整的优点 。 关键词 ：CFRP；管；工艺 中图分类号 ：TN820．8；TB33 文献标识码 ：B 文章编号 ：1008--5300(2003)03--0062--02 M anufacturingTechnologyofBentCFRP Tube JinWugang，GaoJianjun (The39thResearchInstituteofCETC，X ’an710065，China) Abstract：Theapplication ofthermalcontractibleplastic sleeve forimproving surfacequality of bentCFRP tubeisintroducedin thispaper．Requirementsandpropertiesofthermalcontractible plasticare analyzed，a thermalcontractibleprocesswasdeveloped to eliminate the defecton CFRP tubesurface． KeyW ords：CFRP；Benttube；Technology 维缠绕法 、预浸布铺层法等 。其 中最典型 的工艺是 1 概 述 纤维缠绕法 ，在玻璃钢管道 、钓鱼竿等制造业 中常 碳纤维复合材料 (CFRP)具有优异的机械性能 用 。大型复合材料弯 曲撑杆 ，长度约 2m，圆弧半径 和物理性能，是应用于航空、航天、兵器、电子等领域 约 3m。截面为渐变 圆形 ，大端直径 40mm，小端直 重要的结构材料。CFRP杆、管结构是组成复合材 径 20mm。由于其结构为非轴对称形状 ，如采用纤 料构架的一种典型单元 ，是航空、航天器结构 中常用 维缠绕工艺，不仅难度很大，而且缠绕成型后的弯曲 的结构组件 。如空间的桁架结构常用 CFRP管和 撑杆粗糙表面难 以加工成光滑表面。其它新型工艺 钛合金制造 ，地球 同步轨道卫星上 的小发动机支架 如热膨胀芯模法，对弯 曲撑杆脱模 困难 。预浸料手 用 圆管支 撑 ，大型 卫星天线 的支撑杆 大多采 用 工铺层——热压罐工艺一般适用于板件成型，用于 CFRP圆管或方管。某天线的大型复合材料弯曲撑 制造管件的表面质量存在严重缺 陷，需采取相应 的 杆难以采用常用复合材料管的成型工艺 。根据其特 工艺措施。 点及要求，经研究采用预浸料铺层——热压罐固化 经研究确定采用热缩工艺 ，其基本原理是采用 工艺 ，通过对复合材料铺层设计 、吸胶工艺及热缩工 热缩材料的热缩特性对复合材料进行挤压，同时热 艺研究，解决 了CFRP弯曲杆件的成型和表面质量 缩材料抵御辅助封装材料的皱折对复合材料制件 的 问题 。