Това изобретение принадлежи към областта на технологията за обработка на композитни материали и включва метод за производство на тънъкквадратна тръба от композитни въглеродни влакнаструктурен компонент.
Фонова технология:
Композитните материали от въглеродни влакна са широко използвани в аерокосмическите продукти поради техните предимства като леко тегло, висока якост, устойчивост на корозия, лесно формоване и естетическо качество. Структурната тенденция на компонентите от композитни материали има тенденция да бъде опростена и лека. Въпреки това, при съществуващите технически условия, има значителни предизвикателства в процесите на формоване на композитни материали. Една такава структура е тънък композитен тръбен компонент (вижте Фигура 1). Този компонент от композитен материал е тънъкквадратна тръба от въглеродни влакнаструктурен компонент с еднаква дебелина около продукта и малък размер на вътрешната кухина. Размерите са (50 × 60) mm с дължина приблизително 1000 mm. Вътрешната и външната повърхност на конструктивния компонент на тънката въглеродна квадратна тръба трябва да са гладки, особено вътрешната повърхност, която има последващи монтажни връзки. Изискванията към размерите за точност на монтажа са високи. Тъй като структурата на композитния материал от въглеродни влакна разчита главно на пренос на натоварване от влакна, областта на сглобяване не може да бъде полирана или модифицирана. Размерите на вътрешната повърхност в зоната на сглобяване изискват висока точност, а размерите на четирите ъглови зони (4 r) трябва да отговарят на изискванията за размер. Следователно, вътрешната повърхност на компонента на структурата на тънката композитна квадратна тръба от въглеродни влакна трябва да разчита на формоване, за да се гарантира, че размерите на вътрешната повърхност отговарят на изискванията за сглобяване. Въпреки това, поради структурния дизайн на този компонент като структура с квадратна тръба и сложността на съществуващите методи за производство на композитни материали, основната сложност се крие в процеса на изваждане от формата на продукта. За да отговорят на структурните изисквания, съществуващите методи за формоване включват главно следните начини:
1. Използване на формоване на положителна форма: Рискът от този метод е, че по време на процеса на изваждане от формата, поради малкия размер на вътрешната кухина и тънката структура на компонента, продуктът и положителната форма пасват плътно след нагряване и формовани при висока температура и налягане. Съществуващите методи за формоване не могат да отделят продукта от положителната форма, което води до проблеми с качеството, свързани с изваждането от формата.
2. Използване на негативно формоване: Рискът от този метод е, че докато размерите на външната повърхност могат да бъдат гарантирани, той не може да отговори на изискванията за размерите на вътрешната повърхност и площта на r-ъгъла, както е посочено от продукта . Следователно, точността на координация, необходима за последващо сглобяване на продукта, не може да бъде гарантирана.
3. Използване на еластична форма: Използват се отрицателни и положителни форми, като положителната форма се заменя с разширяема сърцевина или надуваема сърцевина, която се надува от външен източник на въздух, за да се разшири и да предаде натиск към повърхността на ламинат. Рискът от формоване на този метод за стройнитеквадратна тръба от композитни въглеродни влакнаконструктивният компонент се крие във високите изисквания за надуваемата сърцевина, която се нуждае от отделен процес на формоване, което води до сложни производствени процеси и увеличени производствени разходи.
В тази техническа среда, за такъв тънък структурен компонент от квадратна тръба от въглеродни влакна, който изисква проста и лека форма, гладки вътрешни и външни повърхности и размери на вътрешната повърхност, които отговарят на изискванията за точност на сглобяване, трябва да се направят пробиви върху съществуващата формовка процеси. Това изобретение използва положително ламиниране на матрицата, използва равномерна притискаща плоча за външната повърхност, оформяща матрицата, и осигурява изваждане на продукта от формата с помощта на изваждане на спомагателни инструменти при предпоставката за гарантиране на качеството на продукта. Този технически подход постига производството на тънки структурни компоненти от квадратни тръби от въглеродни влакна, подобрява качеството на детайлите и осигурява изискванията за размери за точност на монтажа на вътрешната повърхност.