半豆荚杆先进拉挤预处理工艺探究.pdfVIP

半豆荚杆先进拉挤预处理工艺研究 2015年 8月 半豆荚杆先进拉挤预处理工艺研究 周黄鹤 ，齐俊伟 ，诸 静 ，李 涛 (1．南京航空航天大学，南京 210016；2．上海复合材料科技有限公司，上海 201112) 摘要 ：以先进拉挤(AdvancedPuhrusion，简称ADP)制备复合材料豆荚杆为背景，分析现有工艺的不足，提 出了预处理工 艺，以减轻制件表面纤维畸变和两侧厚度不足等缺陷。着重研究了预处理温度和时间对制件的作用机理，并以轴向拉伸性能 和层间拉伸强度表征预处理工艺对试样的影响。试验结果表明，①100~C保温50min、105℃保温40min、110℃保温25min三组 参数符合预处G_z-艺要求；②经试验验证，相对直接热压成型，上述预处理工艺参数下制得的试样力学性能没有 明显的降低 ， 预处理温度越低 ，相应的预处理条件下制得的试样力学性能越高。 关键词：半豆荚杆；先进拉挤；预处理；纤维畸变；厚度 中图分类号：TB332 文献标识码：A 文章编号：1003-0999(2015)08-0066-005 复合材料的成型自动化是提高性能、保障产品 步实现了制件直线度误差最大不超过4mm／8m。但 质量一致性和降低制造成本的关键。目前已涌现出 是，目前工艺条件下制得的制件仍存在表面纤维畸 多种复合材料 自动化成型方法，先进拉挤 (ADP)技 变、两侧厚度不足等缺陷，必须予以消除。 术就是其中之一。先进拉挤技术最早由Et本JACOM 公司开发，可用于制造飞机地板梁等长桁构件 ¨J。 1 ADP半豆荚杆工艺过程及缺陷分析 现有动模ADP成型过程如图 l所示，其装备组 与传统拉挤相比，先进拉挤技术可以充分利用复合 成主要包括放卷装置、前端张紧装置、热压模具和末 材料的结构、性能的可设计性，并可以制造超长构 端张紧装置，成型过程主要包括步进热压和回程拉 件。半豆荚杆是截面形状为 “Q”形的复合材料构 挤过程 。在步进热压过程 ，预浸料坯料 由两端张紧 件，将两个半豆荚杆胶结起来获得豆荚杆。豆荚杆 装置夹紧并提供张力，热压模具对预浸料坯料进行 是空间可展开结构的基本形式之一，具有结构简单、 热压，一定时间后，模具抬起并在电机的驱动下步进 质量轻、可靠性高等特点，在太阳帆、空间可展开天 一 段距离，随后模具再次合模加压如图1(fl,)所示。 线等领域具有广泛的应用前景 J。在实际使用 当模具运动到一定位置后 ，两端张紧装置松开，模具 中，豆荚杆要求超长 (20m)、超高直线度，良好的力 夹持预浸料坯料作回程运动，同时放卷装置放料，如 学性能和表面质量 。 图1(b)所示。为保证成型过程的工艺一致性，动模 半豆荚杆虽然结构简单，但是要制备超长且高 ADP工艺通过精确控制，保证回程拉挤过程热压的 精度的制件仍存在较大难度。国内上海复合材料科 时间与步进热压的时间一致，同时也保证放卷装置 技有限公司、北京航空航天大学 分别采用热压罐 提供的张力与张紧装置张力相等。 工艺和