Esta invenção pertence ao campo da tecnologia de processamento de materiais compósitos e envolve um método de fabricação para um material delgadotubo quadrado composto de fibra de carbonocomponente de estrutura.
Tecnologia de base:
Os materiais compósitos de fibra de carbono têm sido amplamente utilizados em produtos aeroespaciais devido às suas vantagens de leveza, alta resistência, resistência à corrosão, fácil moldagem e qualidade estética. A tendência estrutural dos componentes de materiais compósitos tende a ser simplificada e leve. No entanto, nas condições técnicas existentes, existem desafios significativos nos processos de moldagem de materiais compósitos. Uma dessas estruturas é um componente de tubo composto delgado (consulte a Figura 1). Este componente de material compósito é um material delgadotubo quadrado de fibra de carbonocomponente de estrutura com espessura uniforme ao redor do produto e pequeno tamanho de cavidade interna. As dimensões são (50 × 60) mm com comprimento aproximado de 1000 mm. As superfícies interna e externa do componente delgado da estrutura do tubo quadrado de carbono devem ser lisas, especialmente a superfície interna, que possui conexões de montagem subsequentes. Os requisitos dimensionais para precisão de montagem são elevados. Como a estrutura de fibra de carbono do material compósito depende principalmente da transferência de carga da fibra, a área de montagem não pode ser polida ou modificada. As dimensões da superfície interna na área de montagem exigem alta precisão e as dimensões das quatro áreas de canto (4 r) devem atender aos requisitos de tamanho. Portanto, a superfície interna do componente de estrutura de tubo quadrado composto de fibra de carbono delgado deve contar com a formação de molde para garantir que as dimensões da superfície interna atendam aos requisitos de montagem. No entanto, devido ao desenho estrutural deste componente como uma estrutura de tubo quadrado e à complexidade dos métodos de fabricação de materiais compósitos existentes, a principal complexidade reside no processo de desmoldagem do produto. Para atender aos requisitos estruturais, os métodos de moldagem existentes incluem principalmente as seguintes formas:
1. O uso de moldagem em molde positivo: O risco deste método é que durante o processo de desmoldagem, devido ao pequeno tamanho da cavidade interna e à estrutura esbelta do componente, o produto e o molde positivo se ajustam firmemente após serem aquecidos e moldado em alta temperatura e pressão. Os métodos de moldagem existentes não conseguem separar o produto do molde positivo, resultando em problemas de qualidade relacionados à desmoldagem.
2. O uso de moldagem em molde negativo: O risco deste método é que, embora as dimensões da superfície externa possam ser garantidas, ele não pode atender aos requisitos para as dimensões da superfície interna e da área do canto R conforme especificado pelo produto . Portanto, a precisão da coordenação necessária para a montagem posterior do produto não pode ser garantida.
3. O uso de molde elástico: Moldes negativos e positivos são usados, com o molde positivo sendo substituído por um molde de núcleo expansível ou um molde de núcleo inflável, que é inflado por uma fonte de ar externa para expandir e transmitir pressão à superfície do laminado. O risco de moldagem deste método para os esbeltostubo quadrado composto de fibra de carbonoO componente estrutural reside nos altos requisitos para o molde de núcleo inflável, que necessita de um processo de formação separado, resultando em processos de produção complexos e aumento dos custos de produção.
Neste contexto técnico, para um componente de estrutura de tubo quadrado de fibra de carbono tão fino, que requer uma forma simples e leve, superfícies internas e externas lisas e dimensões de superfície interna que atendam aos requisitos de precisão de montagem, avanços devem ser feitos na moldagem existente processos. Esta invenção utiliza laminação positiva do molde, utiliza uma placa de pressão uniforme para a superfície externa formando o molde e garante a desmoldagem do produto com o auxílio de ferramentas auxiliares de desmoldagem com a premissa de garantir a qualidade do produto. Esta abordagem técnica consegue a fabricação de componentes delgados de estrutura de tubo quadrado de fibra de carbono, melhora a qualidade da peça e garante requisitos dimensionais para a precisão da montagem da superfície interna.