航空先进复合材料帽型加筋构件制造工艺探索

于晶晶

摘 要：现代制造行业已经有着良好发展，但在其中也仍存在一定的可供优化之处，如航空先进复合材料帽型加筋构件的制造过程中就常存在一定問题，进而对模型加筋构件的质量产生不利影响。由此本文就针对航空先进复合材料帽型加筋构件的制造工艺展开探索，并经由对航空先进复合材料的应用现状进行谈论，从而分析了对模型加筋构件制造过程的优化措施。

关键词：航空先进复合材料;帽型加筋构件;制造工艺

现阶段在应用复合材料进行航空构件的制造中，往往会应用复合材料的共固化、共胶接等技术方案，由此不仅能够降低航空构件制造中对材料的大量需求，也能通过利用一体化成形的制造方式，保障复合材料结构的制造质量。由此相关的制造人员也应革新过去应用真空袋囊制造法对复合材料构件的传统制造方式，经由利用硅橡胶芯模法，从而提高构件制造效率与质量。

1 现阶段航空先进复合材料的应用

现阶段的复合材料已经在现代航空机体中占有了较大的用量与应用范围，并且凭借着复合材料抗疲劳、刚度等性能的优良，故复合材料往往是现阶段航空设备制造过程的重要材料。再加上应用复合材料进行加工、制造时，还能经由如共固化、共胶接等措施，从而在不影响制造质量与性能的基础上，减少零件、元件的使用数量，起到节约资源的作用。并且相关零配件使用数量的减少也能降低一体化、自动化的制造成本，并能在一定程度上强化航空机体的内部结构承载能力。由此现阶段在航空机体中诸如机翼、尾翼、梁等重要部位的制造中均会在不同程度上对复合材料加以利用。而由于帽型结构通常会拥有更为良好的稳定性与质量，故在航空机体制造时，常会在如机身侧壁板部分应用帽型加筋构件，经由帽型构件中筋条与壁板的搭配，从而保证航空机体的质量。但随着帽型加筋结构的广泛应用，在帽型构件的制造过程中也逐渐面临一定困境，如在施工过程中对构件外表面施加荷载时，若所施加的压力没能达到构件固化的要求，就会出现压力不可达的现象，继而在构件压力不可达的内部区域，就需要安装一定的芯模进行支撑，以确保相应压力能够满足构件固化的需求。故现阶段航空构件制造人员尚需对制造过程予以重视，并经由采取一定的优化措施与新型制造工艺，由此保障相关构件的质量。

2 帽型加筋构件的制造工艺

2.1 构件设计

帽型加筋构件的制造往往以构件内部芯膜定位与辅助成型两项工作作为核心，但现阶段这两项工作的质量往往难以得到有效保证，相应的帽型构件的成型精度、质量等也常会受到一定影响。由此相关人员就应在构件制造前，预先针对构件内部构造、制造原料等因素设计出科学的制造方案。而在设计制造方案时，设计人员就可以对帽型构件的内部芯的尺寸、模具等进行一定调整，并通过对构件制造模型的尺寸模具与盖板模具进行结合，从而保证帽型加筋构件的制造质量。同时相关人员还可采取更换芯轴结构的方式，经由对橡胶芯模结构的更换，不仅能够满足构件制造过程对制造模具的不同需求，也能够根据实际情况制造出更为切实、科学的帽型构件，由此保障相关构件的使用性能与质量。并且针对外部工艺盖板模具，相关人员就可以应用固化复合材料作为主要制造材料，由此通过模具热膨胀系数与所要制造构件的热膨胀系数二者系数的互相切合，以保障帽型加筋构件在成型过程的制造质量。此外，在制造外部工艺盖板的环节中，工作人员还应事先制造出与外部盖板相对应的金属模具，以便开展外部工艺盖板的成型环节。

2.2 构件成型

在构件成型环节，技术人员就可采用热压罐共固化成型工艺作为主要制造方式，而经由该工艺中对帽型加筋构件中帽型、下壁板两部分的定位与支撑固定的作用，再通过对上述两部分间缝隙的填充，该工艺往往能够通过一次性的固化操作完成构件的成型环节，由此不仅能够简化构件成型环节的相关操作，也能保证帽型构件中帽型结构及其与构件其他部分结合区域的质量[1]。经由上述优势，应用热压罐共固化成型工艺往往能够有效降低构件成型环节对人力、资源等的耗费，并能便于大型帽型构件的制造。而在帽型构件的共固化成型过程中，还应对成型操作、构件成型质量等展开相应的评价工作。通常来说成型质量的评价范围涵盖有构件外部成型精度与构件内部成型质量两方面，现阶段形性协同综合调控的制造理念成为现阶段航空制造业的主要工作理论。而成型构件的成型过程一般会面临芯模受热膨胀而导致维型保压困难进而影响构件质量的问题，以及帽型构件的制造中存留有空间不可达区域继而产生构件内部结构缺陷问题。上述两类问题是现阶段对帽型构件制造质量影响较大的主要问题，故针对两项问题采取针对性的解决处理措施就成为现阶段相关人员的主要工作任务。针对构件芯模的受热膨胀问题，相关人员就可以以微型保压思想作基础，预先建立起针对性的数学模型，从而经由对相关数据的调整，获取到成型构件的基础数值[2]。而在处理帽型构件因不可达空间而导致的内部结构缺陷问题时，相关人员则应当对构件中的三角区域进行填充工作，以此通过对构件三角区域体积、厚度、纤维曲皱等因素的改变，从而实现对帽型构件内部结构的调控，由此达到解决帽型构件型性缺陷的目的。

3 结语

综上所述，现阶段在航空先进复合材料帽型加筋构件制造领域中不断有各类新型工艺涌现，由此构件制造人员也对相关工艺加以掌握，并通过一定的借鉴参考，从而实现对构件制造工作的优化。并且相关制造人员还应就现存的构件制造问题设计相应的处理方案，再加以对构件设计与成型过程进行全面优化以及落实所设计的处理方案，由此保障构型加筋构件的制造质量。

参考文献：

[1]徐荣章，凌晓涛，贾利勇.成型工艺对复合材料帽型加筋板轴压特性的影响[J].材料工程，2018，46（4）：152-157.

[2]胡明勇，郑波，王安稳.复合材料帽型加筋层合梁刚度的理论计算研究[J].海军工程大学学报，2017，29（6）：6-12.