一种新型结构盖板、其制备方法及使用方法与流程

1.本发明涉及盖板技术领域，特别是一种新型结构盖板、其制备方法及使用方法。


背景技术：

2.传统的帽型长桁生产方法除了效率低、成本高外，其质量稳定性较差，制约了其进一步的发展。随着复合材料零件制造技术的快速发展，各家航空制造商对于如何控制帽型长桁质量稳定性投入大量研发资金，为批量化生产奠定基础。
3.由于长桁自身的构型原因，长桁各区域存在压力差，使得各区域成型质量产生差异，如帽型长桁一直存在的阴角厚度偏厚、阳角厚度偏薄的典型问题。通过辅助加压，可实现长桁各区域接近或达到压力平衡状态，达到消除各区域质量差异的目的，从而控制长桁质量稳定性。盖板是一种整体辅助加压工具，根据盖板结构、材质、厚度的不同，可调整压力传递效率和受力结构，改变零件加压效果，可以达到控制零件的质量稳定性的要求。
4.然而，对于大尺寸大曲率帽型长桁的成型，会出现盖板与零件定位偏差的问题，两者配合不佳使得辅助加压达不到预期效果，导致厚度偏差。盖板在成型过程中，由于工装热膨胀和材料属性，会出现一定的尺寸和变形偏差，当盖板固化完成后与长桁匹配定位时，随着尺寸的增加，两者的配合偏差会逐渐增加，这会导致盖板和零件预成型体之间的贴合存在间隙，局部出现辅助加压效果较差的情况，影响长桁固化质量或者后续壁板成型质量。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了克服现有技术中存在的不足，提供一种新型结构盖板、其制备方法及使用方法。新型盖板结构在阴角域和/或阳角域增加柔性的结构改性层，赋予盖板柔性随形能力，改善了辅助加压效果，因此可以维持制备长桁质量的稳定性，也解决了帽型长桁阴角厚度偏厚和阳角厚度偏薄的典型问题。
6.实现上述目的本发明的第一方面提供一种新型结构盖板，所述盖板包括帽底、帽腰、帽顶、位于帽底与帽腰连接域的阴角域和位于帽腰和帽顶连接域的阳角域，所述盖板包括分别设于所述盖板顶侧和底侧的第一整铺层和第二整铺层、以及设于所述第一整铺层和第二整铺层之间的结构改进层。
7.在一可行的实施方式中，所述结构改进层设于所述阴角域和/或所述阳角域。
8.在一可行的实施方式中，所述第一整铺层和第二整铺层之间还设有结构加强层，且包括如下技术特征中的至少一项：
9.a1、所述结构加强层的至少一端与所述结构改进层的至少一端交叠；
10.a2、所述盖板还包括设于所述第二整铺层下侧的隔离膜层；
11.a3、所述结构改进层覆盖所述阴角域，且所述结构改进层延伸覆盖帽腰5～20mm 和覆盖帽底5～20mm。
12.在一可行的实施方式中，所述结构加强层包括多个结构加强层，并分别设置于所述帽底、和/或所述帽顶、和/或所述帽腰、和/或所述阴角域、和/或所述阳角域；
13.和/或，所述结构改进层设于相邻的两个结构加强层之间。
14.在一可行的实施方式中，所述结构加强层包括设于帽腰的第一结构加强层、设于阴角域的第二结构加强层和设于帽底的第三结构加强层；
15.且还包括如下技术特征中的至少一项：
16.b1、所述第一结构加强层覆盖帽腰5～10mm，且部分与所述结构改进层的首端交叠；
17.b2、所述第二结构加强层覆盖所述阴角域且延伸覆盖帽腰5～20mm和覆盖帽底 5～20mm；
18.b3、所述第三结构加强层的一端延伸到所述帽底的尾端，另一端部分与所述结构改进层的尾端交叠。
19.在一可行的实施方式中，包括如下技术特征中的至少一项：
20.c1、所述第一整铺层和所述第二整铺层的材料分别独立选自柔性材料或刚性材料；
21.c2、所述结构改进层的材料选自柔性材料；
22.c3、所述结构加强层的材料选自刚性材料；
23.c4、所述结构改进层的厚度为1.0～3.0mm；
24.c5、所述结构加强层的厚度为0.1～0.4mm；
25.c6、所述第一整铺层(1)的厚度为0.1～3.0mm；
26.c7、所述第二整铺层(2)的厚度为0.1～3.0mm。
27.本发明的第二方面提供一种新型结构盖板的制备方法，包括如下步骤：
28.1)在盖板工装上铺贴隔离膜层；
29.2)在隔离膜层上铺贴第一整铺层，并真空压实；
30.3)在阴角域和/或阳角域铺贴结构改进层，并真空压实；
31.4)铺贴第二整铺层，使第二层整铺层覆盖成型区域，并真空压实；
32.5)完成1)至4)步骤后，制袋、固化、脱模得到新型结构盖板。
33.在一可行的实施方式中，在步骤3)之前还包括步骤3-1)：在帽底、和/或帽顶、和/或帽腰铺贴结构加强层；
34.和/或，步骤3)之后还包括步骤3-2)：在阴角域和/或阳角域铺贴结构加强层。
35.在一可行的实施方式中，至少包括如下技术特征中的至少一项：
36.d1、在所述帽腰铺贴第一结构加强层，覆盖帽腰5～10mm且部分与所述结构改进层的首端交叠；
37.d2、在距离阴角域的阴角位置5～20mm的帽底铺贴第三结构加强层，且所述第三结构加强层的一端延伸到所述帽底的尾端，另一端部分与所述结构改进层的尾端交叠；
38.d3、在所述阴角域铺贴第二结构加强层，所述第二结构加强层覆盖所述阴角域且延伸覆盖帽腰5～20mm和覆盖帽底5～20mm，且所述第二结构加强层的料宽比结构改性层的料宽小3～5mm；
39.d4、所述盖板工装的材质选自代木、普通钢、铝合金、殷瓦钢或复合材料中的至少一种；
40.d5、所述第一整铺层和所述第二整铺层的材料分别独立选自柔性材料或刚性材
料；
41.d6、所述结构改进层的材料选自柔性材料；
42.d7、所述结构加强层的材料选自刚性材料；优选的，所述刚性材料选自碳纤维预浸料和玻纤预浸料；更优选的，所述碳纤维预浸料和玻纤预浸料分别独立选自可单向纤维、平纹纤维、斜纹纤维或缎纹纤维中的至少一种。
43.本发明的第三方面提供一种新型结构盖板的使用方法，包括如下步骤：
44.1)在盖板设置至少两个盖板定位孔，并标记盖板的中线位置；
45.2)长桁工装的帽顶设置至少两个工装定位销孔，在长桁预成型体上设置至少两个预成型体定位孔；
46.3)在长桁工装上放置长桁预成型体，开启长桁中线投影，放置盖板使盖板的中线位置与长桁中线投影重合，再通过定位销依次穿设盖板定位孔、长桁预成型体和工装定位销孔以完成定位操作；
47.4)完成1)至3)步骤后，进行制袋、固化、脱模得到长桁零件。
48.在一可行的实施方式中，至少包括如下技术特征中的一项：
49.e1、各所述盖板定位孔分别设置与所述盖板的两端，各所述工装定位销孔和各所述预成型体定位孔设置位置与各盖板定位孔位置匹配；
50.e2、所述盖板定位孔为长圆孔；
51.e3、盖板的中线位置设置在盖板的帽顶；
52.e4、盖板的中线位置标记在所述盖板的横向位置；
53.e5、在盖板的定位孔处安装固定件(挡块或挡条)；优选的，固定件高度与盖板平齐。
附图说明
54.图1是现有技术长桁区域厚度差异的结构示意图；
55.图2本发明所述的帽型盖板的结构剖面示意图；
56.图3是本发明所述的帽型盖板的结构剖面图；
57.图4是本发明所述的帽型盖板的部分结构剖面图；
58.图5为本发明所述的盖板工装的俯视图；
59.图6是本发明所述的盖板工装的一个盖板制备工位的俯视图；
60.图7是本发明所述的长桁工装俯视图；
61.图8本发明所述的长桁工装的一个长桁制备工位的俯视图；
62.图9是盖板制造和使用工艺流程图；
63.图10是采用本发明方法制备的长桁结构示意图；
64.图11未使用盖板长桁各截面厚度分布曲线图；
65.图12使用本发明盖板后长桁各截面厚度分布曲线图；
66.图13使用玻纤盖板长桁各截面厚度分布曲线图；
67.图14是盖板不同定位精度下阳角厚度分布图。
68.图中标号：
69.100
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帽底
70.200
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帽腰
71.300
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帽顶
72.400
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阴角域
73.500
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阳角域
74.600
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长桁阴角域
75.700
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
长桁阳角域
[0076]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一整铺层
[0077]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二整铺层
[0078]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
结构改进层
[0079]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
结构加强层
[0080]
41
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第一结构加强层
[0081]
42
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二结构加强层
[0082]
43
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第三结构加强层
[0083]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
隔离膜层
[0084]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
盖板定位孔
[0085]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
盖板的中线位置
[0086]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
工装定位销孔
[0087]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
固定件
[0088]aꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
盖板成型工装
[0089]bꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
长桁成型工装
[0090]cꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
本实施例定位方法下阳角厚度分布
[0091][0092]
d 传统定位方法下阳角厚度分布
[0093]
具体实施方式
[0094]
概括来说， 本发明的目的在于提供一种新型的盖板结构及其制备方法， 并提供一种盖板的使用方法，具体为盖板应用于长桁制备中。该发明的盖板结构在重要部位设置结构改进层赋予盖板一定的柔性随形能力，因此可以解决长桁构型导致的加压不均，阴角厚度偏薄、阳角厚度偏厚的典型问题，改善长桁表面外观质量问题。并且在必要情况下在重要区域设置结构加强层，使得盖板既具有刚性，采用柔性材料和刚性材料结合的方式，使得盖板不仅具有一定的随形能力，能与大曲率或双曲率长桁更好的贴实，起到较好的加压效果。优选的，在阳角和帽底区域增加结构加强层，使帽腰(覆盖阳角域)和帽底具备一定的刚度，对阳角厚度起到保护效果，极大的改善了长桁阴角厚度偏厚、阳角厚度偏薄的典型问题，这种均衡整体加压也提升了帽型长桁成型质量。另外，本发明采用的一种盖板使用方法，以中线为基准，使用定位孔和安装挡条进行定位的方式，减小了盖板与长桁的配合误差，降低了长桁与盖板适配操作的难度，也降低了定位工装配件的机加成本。在上述基础上，完成了本发明。
[0095]
如图1所示，现有技术中帽型长桁各区域厚度差异问题：长桁阴角域600的厚度偏
厚，长桁阳角域700的厚度偏薄。主要为了解决此问题，另外为了适应大曲率或双曲率帽型长桁制备及增强长桁质量的稳定性，发明人开发如下技术方案：
[0096]
本发明第一方面提供一种新型结构盖板，所述盖板包括帽底、帽腰、帽顶、位于帽底与帽腰连接域的阴角域和位于帽腰和帽顶连接域的阳角域，所述盖板包括分别设于所述盖板顶侧和底侧的第一整铺层和第二整铺层、以及设于所述第一整铺层和第二整铺层之间的结构改进层。
[0097]
本发明第二方面提供一新型结构盖板的制备方法，包括如下步骤：
[0098]
1)在盖板工装上铺贴隔离膜层；
[0099]
具体的，隔离膜层选用耐高温无孔隔离膜，隔离膜层与固化后的盖板配套使用。
[0100]
所采用的盖板工装至少可以用于成型平直帽型长桁或者带曲率帽型长桁盖板铺贴，(曲率不做具体限定，一般为5～30000mm。优选5～2000mm或2000～30000mm)，还可以成型阴角r角半径r更小或者更大，r角角度θ更大或者更小的帽型长桁盖板。
[0101]
所采用的盖板工装的材质可以是代木、普通钢、铝合金、殷瓦钢或复合材料。
[0102]
2)在隔离膜层上铺贴第一整铺层，并真空压实；
[0103]
具体的，第一整铺层是将料片铺贴覆盖整个成型区域，抽真空压实，是料片与工装贴实。真空条件为压力不小于-80kpa。
[0104]
第一整铺层的料片可选柔性材料和刚性材料，柔性材料包括但不限于未硫化非硅类橡胶材料，刚性材料可选碳纤维预浸料和玻纤预浸料，预浸料纤维可选单向、平纹、斜纹或缎纹中至少一种，根据实际需要进行选择。
[0105]
3)在阴角域和/或阳角域铺贴结构改进层，并真空压实；
[0106]
具体的，真空条件为压力不小于-80kpa。
[0107]
阴角域和阳角域具体是指帽腰和帽底，或帽腰和帽顶的相接处，相接形成阴角或阳角，阴角或阳角向外延伸1～3cm处称为阴角域和阳角域。
[0108]
结构改进层铺贴在盖板的阴角域和/或阳角域，优选是铺贴在阴角域并覆盖整个阴角域，柔性材料包括但不限于未硫化非硅类橡胶材料。
[0109]
4)铺贴第二整铺层，使第二层整铺层覆盖成型区域，并真空压实；
[0110]
具体的，第二整铺层是将料片铺贴覆盖整个成型区域，抽真空压实，是料片与工装贴实。真空条件为压力不小于-80kpa。
[0111]
料片可选柔性材料和刚性材料，柔性材料包括但不限于未硫化非硅类橡胶材料，刚性材料可选碳纤维预浸料和玻纤预浸料，预浸料纤维可选单向、平纹、斜纹或缎纹中至少一种，根据实际需要进行选择。
[0112]
5)完成1)至4)步骤后，制袋、固化得到新型结构盖板，此为一般常用工艺方法。
[0113]
在一优选实施例中，在步骤3)之前还包括步骤3-1)：在帽底、和/或帽顶、和/或帽腰铺贴结构加强层；
[0114]
具体的，结构加强层目的在于局部加强，可选在帽底、和/或帽顶、和/或帽腰铺贴1～3 层碳纤维预浸料或玻纤预浸料作为结构加强层(厚度为0.1～0.4mm)，预浸料距离圆角区域 (阴角域或阳角域)5～20mm。
[0115]
预浸料纤维包含但不限于单向、平纹、斜纹、缎纹或上述组合。以盖板工装纵向方向为0
°
方向，纤维铺贴角度0
°
/45
°
/90
°
/-45
°
可选一种或多种交替使用。
[0116]
步骤3)之后还包括步骤3-2)：在阴角域和/或阳角域铺贴结构加强层。
[0117]
在圆角区域(阴角域和阳角域)铺贴1～3层碳纤维预浸料或玻纤预浸料作为加强层，预浸料宽度比结构改性层宽度小3～5mm，并与步骤3-1)的结构加强层错层搭接。结构加强层可选碳纤维预浸料和玻纤预浸料，预浸料纤维包含但不限于单向、平纹、斜纹、缎纹或上述组合。以盖板工装纵向方向为0
°
方向，纤维铺贴角度0
°
/45
°
/90
°
/-45
°
可选一种或多种交替使用。
[0118]
本发明第三方面提供一新型结构盖板的使用方法，包括如下步骤：
[0119]
1)在盖板设置至少两个盖板定位孔，并标记盖板的中线位置。
[0120]
具体的，盖板上的定位孔设置在盖板的纵向两端，进行宽度方向的定位。盖板定位孔和标记中线位置均在盖板脱模前进行，盖板的中线位置为所述盖板的横向位置，具体的位于盖板的冒顶处。
[0121]
2)长桁工装的帽顶设置至少两个工装定位销孔，在长桁预成型体上设置至少两个预成型体定位孔。
[0122]
具体的，各所述盖板定位孔分别设置与所述盖板的两端，各所述工装定位销孔和各所述预成型体定位孔设置位置与各盖板定位孔位置匹配。通过尼龙材质或普通钢材质的定位销插入盖板定位孔、工装定位销孔和预成型体定位孔，实现盖板和长桁预成型体在工装上定位。在盖板两端安装挡块或挡条，并进行固定，挡块或挡条高度应与放置后盖板基本平齐。
[0123]
更具体的，长桁成型工装至少可以用于成型平直或者带曲率帽型长桁，还可以成型阴角r角半径r更小或者更大，r角角度θ更大或者更小的帽型长桁。长桁成型工装材质可以是普通钢、铝合金、殷瓦钢或复合材料。长桁预成型体可结合自动铺丝铺带、热隔膜制备完成。
[0124]
3)在长桁工装上放置长桁预成型体，开启长桁中线投影，放置盖板使盖板的中线位置与长桁中线投影重合，再通过定位销依次穿设盖板定位孔、长桁预成型体和工装定位销孔以完成定位操作。
[0125]
具体的，长桁成型工装至少可以用于成型平直或者带曲率帽型长桁，还可以成型阴角r角半径r更小或者更大，r角角度θ更大或者更小的帽型长桁。长桁成型工装材质可以是普通钢、铝合金、殷瓦钢或复合材料。
[0126]
4)完成1)至3)步骤后，进行制袋、固化得到长桁零件。
[0127]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0128]
实施例1
[0129]
请参阅图2、图3和图4，盖板包括帽底100、帽腰200、帽顶300、位于帽底100 与帽腰200连接处的阴角域400和位于帽腰200和帽顶300连接处的阳角域500。其中，盖板包括分别设于盖板顶侧和底侧的第一整铺层1和第二整铺层2、以及设于第一整铺层1和第二整铺层2之间的结构改进层3。
[0130]
其中，结构改进层3采用具有柔性随形能力的材料制成；优选的，结构改进层3 设
于阴角域400和/或阳角域500，使得盖板的阴角域400和/或阳角域具有一定的随形能力，能与大曲率、或双曲率的长桁更好的贴实，起到较好的加压效果，从而保证制备的长桁各区域厚度的均一性。
[0131]
在一优选实施例中，结构改进层3覆盖阴角域400，且结构改进层3延伸覆盖帽腰200为5～20mm和覆盖帽底100为5～20mm。
[0132]
在一优选实施例中，盖板还包括设于第二整铺层2下侧的隔离膜层5，隔离膜层5 采用耐高温隔离膜制成，盖板脱模后配合盖板使用。
[0133]
在一优选实施例中，第一整铺层1和第二整铺层2之间还设有结构加强层4。
[0134]
其中，结构加强层4采用具有刚性、支撑性的材料制成。优选的，结构加强层4 的至少一端与结构改进层3的至少一端交叠，是结构改进层设置处保证一定随形能力的基础下，还具有一定的刚性，起到良好的支撑和加压效果，从而保证制备的长桁各区域厚度的均一性。
[0135]
在一优选实施例中，结构加强层4包括多个结构加强层，并分别设置于帽底100、和/或帽顶300、和/或帽腰200、和/或阴角域400、和/或阳角域500。起到加强盖板的作用。
[0136]
在一优选实施例中，结构改进层3设于相邻的两个结构加强层4之间。优选的，结构加强层4设置于阴角域400、和/或阳角域500并配合结构改性层3使用，采用柔性材料和刚性材料结合的方式，使得盖板不仅具有一定的随形能力，能与大曲率或双曲率长桁更好的贴实，起到较好的加压效果，还在阳角域和帽底区域具备一定的刚度，对阳角厚度起到保护效果，极大的改善了长桁阴角厚度偏厚、阳角厚度偏薄的典型问题，这种均衡整体加压也可提升帽型长桁成型质量。
[0137]
在一具体实施例中，结构加强层4包括设于帽腰200的第一结构加强层41、设于阴角域400的第二结构加强层42和设于帽底100的第三结构加强层43。具体的，第一结构加强层41覆盖帽腰200为5～10mm，且部分与结构改进层3的首端交叠，帽腰 200的长度可以为5～6mm，7～7mm，7～8mm，8～9mm，9～10mm，根据实际需求可以进行具体选择。第二结构加强层42覆盖阴角域400且延伸覆盖帽腰200为5～20mm和覆盖帽底100为5～20mm。覆盖帽腰200的长度可选5～7mm，7～10mm，10～12mm， 12～15mm，15～17mm或17～20mm，覆盖帽底100的长度可以为5～7mm，7～10mm， 10～12mm，12～15mm，15～17mm或17～20mm，均根据实际需求进行具体选择。第三结构加强层43的一端延伸到帽底100的尾端，另一端部分与结构改进层3的尾端交叠。另外，结构改进层3的厚度优选为1.0～3.0mm，结构加强层4的厚度优选为0.1～0.4 mm，第一整铺层1的厚度为0.1～3.0mm，第二整铺层2的厚度为0.1～3.0mm。
[0138]
综上，本具体实施例是经过多次试验研究后的秉承本技术“刚柔并济”盖板结构中较为优选的实施方式，采用该方案制备的长桁各区域厚度均一，质量稳定。
[0139]
另外，上述各实施例中，结构改进层3的材料选自柔性材料，柔性材料选自未硫化非硅类橡胶材料。结构加强层4的材料选自刚性材料，刚性材料选自碳纤维或玻璃纤维。
[0140]
实验仪器或材料
[0141]
下述实施例所用的工装或物料均可从市场购买，具体的：
[0142]
盖板工装和长桁工装均采用市售工装，加强层料片为：玻纤预浸料 agmp5110-ew110。
[0143]
未硫化非硅类非硅类橡胶：airtech airpad htx。
[0144]
实施例2
[0145]
1)在盖板工装铺贴一层耐高温隔离膜并进行固定。
[0146]
2)将工装隔离膜上铺贴2层玻纤预浸料料片，置于真空袋中抽真空压实，真空压力为-80kpa，形成第一整铺层1，厚度约0.2mm。
[0147]
3)在阴角域铺贴2层未硫化非硅类橡胶，橡胶料片覆盖帽腰和帽底10mm，抽真空压实，真空压力为-80kpa，形成结构改进层3，厚度为1.5mm。
[0148]
4)铺贴2层玻纤预浸料料片，覆盖工装成型区域，抽真空压实，真空压力为-80kpa，形成第二整铺层2，厚度为0.2mm。
[0149]
5)制袋后按材料推荐参数进行固化工艺，脱模得到盖板g1。
[0150]
固化参数：热压罐固化，室温抽真空至-0.096mpa以下，加压0.5mpa，以1.5℃/min 升温速率，升温至135
±
5℃保温90min，继续以1.5℃/min升温速率升温至180
±
5℃保温120
±
5min，以1.5℃/min降温速率，降温至60℃拆模。
[0151]
实施例3
[0152]
1)在盖板工装铺贴一层耐高温隔离膜并进行固定。
[0153]
2)将工装隔离膜上铺贴第一层未硫化非硅类橡胶料片，抽真空压实，真空压力为
ꢀ‑
80kpa，使料片与隔离膜贴实，以形成第一整铺层1，厚度为1.5mm。
[0154]
3)在阴角域依次铺贴1层碳纤预浸料和1层未硫化非硅类橡胶，碳纤维覆盖阴角并多出10mm，碳纤维宽度比未硫化非硅类橡胶要宽5mm，真空压实，真空压力为
ꢀ‑
80kpa，以形成结构加强层4和结构改进层3，厚度分别为0.3mm和1.5mm。
[0155]
4)在帽顶依次铺贴2层碳纤预浸料形成部分加强层，碳纤预浸料覆盖阴角并多出 8mm，且帽顶碳纤维与阴角域的碳纤维不能搭接，厚度为0.3mm。
[0156]
5)在步骤4)基础上整铺一层未硫化非硅类橡胶，抽真空压实，真空压力为-80kpa，以形成第二整铺层2，厚度为1.5mm。
[0157]
6)制袋后按材料推荐参数进行固化，脱模得到盖板g2。
[0158]
固化参数：热压罐固化，室温抽真空至-0.096mpa以下，加压0.5mpa，以1.5℃/min 升温速率，升温至135
±
5℃保温90min，继续以1.5℃/min升温速率升温至180
±
5℃保温120
±
5min，以1.5℃/min降温速率，降温至60℃拆模。
[0159]
实施例4
[0160]
1)在盖板工装铺贴一层耐高温隔离膜并进行固定。
[0161]
2)将工装隔离膜上铺贴第一层未硫化非硅类橡胶料片，覆盖工装成型区域，抽真空压实，真空压力为-80kpa，使料片与隔离膜贴实，形成第一整铺层1，厚度为3mm。
[0162]
3)在帽底和帽腰区域铺贴3层碳纤预浸料作为加强层，厚度为0.25mm，其中帽底加强层从距阴角15mm处铺贴至帽底余量线，帽腰加强层距离帽底10mm向帽顶r 角方向铺贴，铺至距帽顶r角10mm处停止，帽顶加强层覆盖帽顶和帽顶r角区域，但不能与帽腰加强层搭接(如图3所示)。可通过激光投影仪辅助定位，进行碳纤维加强层铺贴。
[0163]
4)在步骤3基础上铺贴中间层未硫化非硅类橡胶和帽底r角加强层，厚度为 0.25mm。先将未硫化非硅类橡胶和帽底r角加强层铺贴在一起，其中未硫化非硅类橡胶比帽底r角加强层边缘要大3～5mm，然后在步骤3基础上铺贴中间层未硫化非硅类橡胶和阴角加强层结合体，按要求进行抽真空压实，使其与底层料片贴实，真空压力为-80kpa。
[0164]
5)整铺一层未硫化非硅类橡胶，抽真空压实，真空压力不小于-80kpa，形成第二整铺层，厚度为3.0mm。
[0165]
6)制袋后按照材料推荐固化参数进行固化，脱模得到盖板g3。
[0166]
固化参数：热压罐固化，室温抽真空至-0.096mpa以下，加压0.5mpa，以1.5℃/min 升温速率，升温至135
±
5℃保温90min，继续以1.5℃/min升温速率升温至180
±
5℃保温120
±
5min，以1.5℃/min降温速率，降温至60℃拆模。
[0167]
实施例5
[0168]
1)在盖板工装铺贴一层耐高温隔离膜并进行固定。
[0169]
2)将工装隔离膜上铺贴第一层未硫化非硅类橡胶料片，覆盖工装成型区域，抽真空压实，使料片与隔离膜贴实，形成第一整铺层，厚度为2mm。
[0170]
3)在步骤2)基础上，帽顶和阳角域铺贴3层碳纤维预浸料，碳纤维预浸料覆盖帽腰区域约15mm，形成结构加强层，厚度为0.35mm。
[0171]
4)阴角域铺贴一层未硫化非硅类橡胶料片，料片超过阴角区域15mm，形成结构改进层，厚度为0.3mm。
[0172]
4)整铺一层未硫化非硅类橡胶料片，覆盖工装成型区域，抽真空压实，形成第二整铺层，厚度为1.5mm。真空压力不小于-80kpa。
[0173]
5)制袋后按材料推荐参数进行固化，脱模得到盖板g4。
[0174]
固化参数：热压罐固化，室温抽真空至-0.096mpa以下，加压0.5mpa，以1.5℃/min 升温速率，升温至135
±
5℃保温90min，继续以1.5℃/min升温速率升温至180
±
5℃保温120
±
5min，以1.5℃/min降温速率，降温至60℃拆模。
[0175]
测试例1
[0176]
实施例2-5制备盖板g1、g2、g3和g4用于长桁制备中，制成的如图10所示的长桁，使用磁力测厚仪以200mm等间距测量长桁多个截面厚度，形成长度方向各截面厚度分布图，性能参数如图12：阴角阳角厚度更接近名义值，阴角厚度改善 10.35～13.69％，阳角厚度改善3.92～4.17％。
[0177]
其中，g3和g4改善效果最优，阴角厚度改善13.69％，阳角厚度改善4.17％。
[0178]
改善百分比＝|施加盖板长桁厚度-无盖板长桁厚度|/名义值。
[0179]
对比例1
[0180]
无盖板制备长桁，使用磁力测厚仪以200mm等间距测量长桁多个截面厚度，形成长度方向各截面厚度分布图，性能参数如图11所示：阴角阳角厚度与名义值相差较大。阴角厚度偏离名义值24.78％，且厚度均值超差；阳角厚度偏移名义值6.55％。
[0181]
对比例2
[0182]
按照实施例2-5的方法制备盖板g1’、g2’、g3’和g4’，与各实施例不同的是， g1’、g2’、g3’和g4’不包括结构改进层，使用磁力测厚仪以200mm等间距测量长桁多个截面厚度，形成长度方向各截面厚度分布图，性能参数如图13：阴角厚度最大改善8.20％，阳角厚度最大改善3.56％。
[0183]
实施例6
[0184]
1)盖板固化后拆除辅料，在盖板两端钻制长圆孔作为盖板定位孔6，结束后转运至洁净间。如图6所示，通过激光投影确定盖板的中线位置7并标记，脱模后按尺寸线切割。
[0185]
2)在长桁成型工装上定位长桁预成型体，加工帽顶两端工装定位销孔8，使长桁预成型体预成型体定位孔无料片遮挡。开启长桁中线投影，放置并移动盖板，使标记的盖板的中线位置7与长桁中线投影线重合，确认位置后，再进行下一步骤的盖板固定。
[0186]
3)长桁工装帽顶两端设置定位销孔，采用尼龙材质或普通钢材质的定位销插入盖板定位孔6、长桁预成型体定位孔和工装定位销孔8，实现盖板和长桁预成型体在模具上定位。在盖板两端安装挡块或挡条(固定件9)，使用高温胶带或带胶脱模布进行固定。挡块或挡条高度应与放置后盖板基本平齐。
[0187]
4)制袋后按材料推荐固化参数进行固化。
[0188]
对比例3
[0189]
实施例2-5制备盖板g1、g2、g3和g4用于传统的两端定位孔定位的方式进行定位制备长桁。
[0190]
测试例2
[0191]
实施例2-5制备盖板g1、g2、g3和g4用于实施例6所述的长桁制备中，即采用中线+拐点+两端长圆孔定位、挡条固定的方式，制成的长桁，阴角阳角厚度更接近名义值，且阴角厚度和阳角厚度良好，其中阴角厚度最大改善13.69％，阳角厚度最大改善4.17％。如图14所示，相对于对比例3中传统的定位方式，长桁定位更精准，盖板回正至少0.5～1.0mm，阳角厚度改善约3.27％。
[0192]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种新型结构盖板，所述盖板包括帽底(100)、帽腰(200)、帽顶(300)、位于帽底(100)与帽腰(200)连接处的阴角域(400)和位于帽腰(200)和帽顶(300)连接处的阳角域(500)，其特征在于，所述盖板包括分别设于所述盖板顶侧和底侧的第一整铺层(1)和第二整铺层(2)、以及设于所述第一整铺层(1)和第二整铺层(2)之间的结构改进层(3)。2.根据权利要求1所述的新型结构盖板，其特征在于，所述结构改进层(3)设于所述阴角域(400)和/或所述阳角域(500)。3.根据权利要求2所述的新型结构盖板，其特征在于，所述第一整铺层(1)和第二整铺层(2)之间还设有结构加强层(4)，且包括如下技术特征中的至少一项：a1、所述结构加强层(4)的至少一端与所述结构改进层(3)的至少一端交叠；a2、所述盖板还包括设于所述第二整铺层(2)下侧的隔离膜层(5)；a3、所述结构改进层(3)覆盖所述阴角域(400)，且所述结构改进层(3)延伸覆盖帽腰(200)5～20mm和覆盖帽底(100)5～20mm。4.根据权利要求3所述的新型结构盖板，其特征在于，所述结构加强层(4)包括多个结构加强层，并分别设置于所述帽底(100)、和/或所述帽顶(300)、和/或所述帽腰(200)、和/或所述阴角域(400)、和/或所述阳角域(500)；和/或，所述结构改进层(3)设于相邻的两个结构加强层(4)之间。5.根据权利要求4所述的新型结构盖板，其特征在于，所述结构加强层(4)包括设于帽腰(200)的第一结构加强层(41)、设于阴角域(400)的第二结构加强层(42)和设于帽底(100)的第三结构加强层(43)；且还包括如下技术特征中的至少一项：b1、所述第一结构加强层(41)覆盖帽腰(200)5～10mm，且部分与所述结构改进层(3)的首端交叠；b2、所述第二结构加强层(42)覆盖所述阴角域(400)且延伸覆盖帽腰(200)5～20mm和覆盖帽底(100)5～20mm；b3、所述第三结构加强层(43)的一端延伸到所述帽底(100)的尾端，另一端部分与所述结构改进层(3)的尾端交叠。6.根据权利要求1-5任一项所述的新型结构盖板，其特征在于，包括如下技术特征中的至少一项：c1、所述第一整铺层(1)和所述第二整铺层(2)的材料分别独立选自柔性材料或刚性材料；c2、所述结构改进层(3)的材料选自柔性材料；c3、所述结构加强层(4)的材料选自刚性材料；c4、所述结构改进层(3)的厚度为1.0～3.0mm；c5、所述结构加强层(4)的厚度为0.1～0.4mm；c6、所述第一整铺层(1)的厚度为0.1～3.0mm；c7、所述第二整铺层(2)的厚度为0.1～3.0mm。7.一种新型结构盖板的制备方法，包括如下步骤：1)在盖板工装上铺贴隔离膜层(5)；2)在隔离膜层(5)上铺贴第一整铺层(1)，并真空压实；
3)在阴角域(400)和/或阳角域(500)铺贴结构改进层(3)，并真空压实；4)铺贴第二整铺层(2)，使第二整铺层(2)覆盖成型区域，并真空压实；5)完成1)至4)步骤后，制袋、固化、脱模得到新型结构盖板。8.根据权利要求7所述的新型结构盖板的制备方法，其特征在于，在步骤3)之前还包括步骤3-1)：在帽底(100)、和/或帽顶(300)、和/或帽腰(200)铺贴结构加强层(4)；和/或，步骤3)之后还包括步骤3-2)：在阴角域(400)和/或阳角域(500)铺贴结构加强层(4)。9.根据权利要求8所述的新型结构盖板的制备方法，其特征在于，至少包括如下技术特征中的至少一项：d1、在所述帽腰(200)铺贴第一结构加强层(41)，覆盖帽腰(200)5～10mm且部分与所述结构改进层(3)的首端交叠；d2、在距离阴角域(400)的阴角位置5～20mm的帽底(100)铺贴第三结构加强层(43)，且所述第三结构加强层(43)的一端延伸到所述帽底(100)的尾端，另一端部分与所述结构改进层(3)的尾端交叠；d3、在所述阴角域(400)铺贴第二结构加强层(42)，所述第二结构加强层(42)覆盖所述阴角域(400)且延伸覆盖帽腰(200)5～20mm和覆盖帽底(300)5～20mm，且所述第二结构加强层(42)的料宽比结构改性层(3)的料宽小3～5mm；d4、所述盖板工装的材质选自代木、普通钢、铝合金、殷瓦钢或复合材料中的至少一种；d5、所述第一整铺层(1)和所述第二整铺层(2)的材料分别独立选自柔性材料或刚性材料；d6、所述结构改进层(3)的材料选自柔性材料；d7、所述结构加强层(4)的材料选自刚性材料；优选的，所述刚性材料选自碳纤维预浸料和玻纤预浸料；更优选的，所述碳纤维预浸料和玻纤预浸料分别独立选自可单向纤维、平纹纤维、斜纹纤维或缎纹纤维中的至少一种。10.一种新型结构盖板的使用方法，其特征在于，包括如权利要求1-5所述的新型结构盖板和/或如所述权利要求6-9所述的新型结构盖板的制备方法制备新型结构盖板的使用方法，包括如下步骤：1)在盖板设置至少两个盖板定位孔(6)，并标记盖板的中线位置(7)；2)长桁工装的帽顶设置至少两个工装定位销孔(8)，在长桁预成型体上设置至少两个预成型体定位孔；3)在长桁工装上放置长桁预成型体，开启长桁中线投影，放置盖板使盖板的中线位置(7)与长桁中线投影重合，再通过定位销依次穿设盖板定位孔(6)、预成型体定位孔和工装定位销孔(8)以完成定位操作；4)完成1)至3)步骤后，进行制袋、固化、脱模得到长桁零件。11.根据权利要求10所述的新型结构盖板的使用方法，其特征在于，至少包括如下技术特征中的一项：e1、各所述盖板定位孔(6)分别设置与所述盖板的两端，各所述工装定位销孔(8)和各所述预成型体定位孔设置位置与各盖板定位孔(6)位置匹配；e2、所述盖板定位孔(6)为长圆孔；
e3、盖板的中线位置(7)设置在盖板的帽顶；e4、盖板的中线位置(7)标记在所述盖板的横向位置；e5、在盖板的定位孔(6)处安装固定件(9)；优选的，固定件(9)高度与盖板平齐。

技术总结
本发明公开了一种新型结构盖板、其制备方法及使用方法，属于盖板技术领域。所述盖板包括帽底、帽腰、帽顶、位于帽底与帽腰连接处的阴角域和位于帽腰和帽顶连接处的阳角域，所述盖板包括分别设于所述盖板顶侧和底侧的第一整铺层和第二整铺层、以及设于所述第一整铺层和第二整铺层之间的结构改进层。并且提供了上述盖板的制备方法和使用方法，具体的为在盖板的阴角域和/或阳角域增加柔性的结构改性层，赋予盖板柔性随形能力，将其应用到长桁制备工艺中可以保证长桁各区域的厚度均一性并维持制备长桁质量的稳定性。备长桁质量的稳定性。备长桁质量的稳定性。


技术研发人员：陈奥林 叶亮 王楠 高国强
受保护的技术使用者：中国建材集团有限公司
技术研发日：2022.09.22
技术公布日：2023/4/4