一种复杂碳纤维承力部件快速铸造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种复杂碳纤维承力部件快速铸造工艺，涉及轻型飞行器制造技术领域，具体包括以下步骤：判断零件是否适合该工艺；对满足要求的零件设计模具图纸；根据图纸制作模具；根据零件准备原料；用原料制作制备材料；把处理好的模具进行拼接；把制备材料填充到模具型腔内；在制作好的模具制品的底部放托盘；托盘和模具制品整体放入到加温设备内进行加温；取出加温后的模具制品，冷却后进行脱模操作；对零件成型件进行表面处理操作。该复杂碳纤维承力部件快速铸造工艺，采用了简易模具方式进行制作定型，由雕刻机快速雕刻形状，制作成本超低，制作效率很高，适合复杂碳纤维零件制作。适合复杂碳纤维零件制作。适合复杂碳纤维零件制作。

【技术实现步骤摘要】
一种复杂碳纤维承力部件快速铸造工艺


[0001]本专利技术涉及轻型飞行器制造
，具体为一种复杂碳纤维承力部件快速铸造工艺。

技术介绍

[0002]无人飞行器是依靠机翼提供的升力克服自身的重力来实现飞行，重量是制约航时的主要因素，因此，无人飞行器对减重有特殊的需求，只有将结构质量系数控制在30％以下才能，留有足够的质量空间给燃油、有效载荷，无人飞行器根据应用场合和简化结构的要求，会对部分承力部件的形状有特殊要求，这类零件可以归属为异形零件，异形零件的常见生产方式有金属CNC雕刻和3D增材打印，选用金属CNC雕刻加工的异形零件精度高，但零件选用的材料为金属材料，零件的重力会相对较重，无法满足飞行器对轻量化的要求，且采用金属CNC雕刻加工方式时，需要对零件进行装夹、拆卸，零件的装夹拆卸需要消耗一定的时间，降低零件的加工效率；采用3D增材打印方式生产异形零件时，适合3D增材打印的材质生产出的异形零件的机械性能往往度无法满足承力要求，只能制作非承力零件，为此，提出一种复杂碳纤维承力部件快速铸造工艺。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种复杂碳纤维承力部件快速铸造工艺，解决了上述
技术介绍
中提出的采用金属CNC雕刻加工的异形零件重量重，制作效率低；采用3D增材打印方式生产异形零件时，不能制作承力零件的问题。
[0004]本专利技术提供如下技术方案：一种复杂碳纤维承力部件快速铸造工艺，采用了简易模具方式进行制作定型，由雕刻机快速雕刻形状，制作成本超低，制作效率很高。
[0005]一种复杂碳纤维承力部件快速铸造工艺，包括以下步骤：
[0006]步骤一、对零件进行分析，判断零件是否可以应用复杂碳纤维铸造工艺制作，零件满足要求时接着步骤二；
[0007]步骤二、对零件进行模具图纸制作，且设计的模具为组合式的；
[0008]步骤三、根据步骤二中制作的图纸，用雕刻机生产制作模具；
[0009]步骤四、对制作出的模具进行简单处理并进行表面脱模处理；
[0010]步骤五、根据零件的体积，准备制作零件所用原料，制备零件所用的原料包括碳纤维丝、环氧树脂胶和环氧树脂胶粘稠剂，其中，环氧树脂胶占比大于40％，环氧树脂胶把碳纤维丝完全包裹；
[0011]步骤六、根据步骤五中准确的原料制备注塑材料，注塑材料的制备方法为：把环氧树脂胶和环氧树脂胶粘稠剂充分混合、搅拌至半粘稠状，加入碳纤维丝，抓匀，使纤维丝无干燥部分；
[0012]步骤七、将处理好的模具进行拼接，把步骤七中制备的注塑材料填充到拼接模具的内腔内，将模具组合完整，并且通过模具的溢胶口对模具的型腔进行空腔填充；
[0013]步骤八、在步骤七中的模具制品底部放置托盘，整体放入加温设备内加温；
[0014]步骤九、取出升温后的模具制品，模具冷却后，进行脱模操作，对零件进行表面处理。
[0015]优选的，所述应用碳纤维铸造工艺的零件特征为：零件复杂且不可用碳板直接切割而成；零件非旋转轴或长期摩擦部分。
[0016]优选的，所述步骤二中制作模具图纸时，制作的模具图纸上不能有反角，且模具图纸上设置有溢胶口。
[0017]优选的，所述步骤四中对模具进行简单处理的方法为：在模具上增添反角和对模具的外表面进行打磨，保证模具表面精度在0.4
‑
0.8um。
[0018]优选的，所述步骤四中对处理后的模具进行表面脱模处理的方法为：在模具的外表面涂蜡，做光滑处理。
[0019]优选的，所述环氧树脂粘稠剂包括但不限于白炭黑，所述模具材料包括但不限于密度板。
[0020]优选的，所述加温设备的温度在80
‑
90摄氏度，加温3.8
‑
4.2小时。
[0021]与现有技术对比，本专利技术具备以下有益效果：
[0022]1、该复杂碳纤维承力部件快速铸造工艺，采用了简易模具方式进行制作定型，由雕刻机快速雕刻形状，制作成本超低，制作效率很高，适合复杂碳纤维零件制作。
[0023]2、该复杂碳纤维承力部件快速铸造工艺，通过零件原料的设置，在满足零件强度的同时能够大大降低零件的重量，解决了现有技术中存在的零件重量重的问题，便于零件应用在飞行器上。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例模具示意图；
[0025]图2为本专利技术工艺流程示意图。
[0026]图中：1、溢胶口；2、上模左；3、下模左；4、下模右；5、上模右。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]本专利技术提供了一种复杂碳纤维承力部件快速铸造工艺，包括以下步骤：
[0029]步骤一、对零件进行分析，根据碳纤维铸造工艺的零件特征判断待加工零件是否可以应用复杂碳纤维铸造工艺制作，零件满足零件较为复杂不可用碳板直接切割而成，零件非旋转轴或长期摩擦部分这两部分要求时接着步骤二；
[0030]步骤二、对零件进行模具图纸制作，设计的模具图纸为组合式的，且在设计的模具图纸上要设计溢胶口，便于零件生产过程中多余胶液的排出，图纸上设计的模具不能有反角，否则不容易脱模，模具需留有快速装配槽保证模具快速准确到位，且大模具或者复杂模具需留有多个溢胶口；
[0031]步骤三、根据步骤二中制作的图纸，用雕刻机生产制作模具，雕刻机选用数控开了解就可，对于复杂形状或者较厚在不影响脱模的情况下可进行拼接后粘接，模具的生产材料主要选择密度板；
[0032]步骤四、对雕刻出的模具进行简单处理并进行表面脱模处理，简单处理的方法为：用雕刻刀等工具在模具上增添雕刻机无法雕刻出的反角边口和用200
‑
500目砂纸对模具的外表面进行打磨，打磨掉模具上的雕刻刀痕，保证模具表面精度在0.4
‑
0.8um；对打磨后的模具进行表面脱模处理的步骤为：使用棉布蘸取8号蜡对模具表面进行均匀涂抹，至木头表面变色且无明显蜡质残留，脱模处理完成；
[0033]步骤五、准备制作原料，原料有碳纤维丝、环氧树脂胶和环氧树脂胶粘稠剂，环氧树脂胶粘稠剂首选白炭黑，根据体积计算实用碳纤维数量，算好后称量短切碳纤维，所需短切碳纤维长度需小于等于10mm(铸造大零件或者形状较为较简单零件时可以酌情增加碳纤维长度，反之则需要减小短切碳纤维长度)，铸造工艺含胶量较大需为碳纤维计算值的65％(铸造复杂零件时需要酌情增加含胶比例，反之需减少含胶量最低不得低于40％)，计算所需环氧树脂胶比例为100：36充分搅拌后添加少量白炭黑增加环氧树脂粘稠度混合至半粘稠状，加入短切碳纤维丝抓匀使碳纤维丝无干燥部分；
[0034]步骤六、将处理好的模具进行拼接，把步骤五中制备的含胶碳纤维丝填充到拼接模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复杂碳纤维承力部件快速铸造工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、对零件进行分析，判断零件是否可以应用复杂碳纤维铸造工艺制作，零件满足要求时接着步骤二；步骤二、对零件进行模具图纸制作，且设计的模具为组合式的；步骤三、根据步骤二中制作的图纸，用雕刻机生产制作模具；步骤四、对制作出的模具进行简单处理并进行表面脱模处理；步骤五、根据零件的体积，准备制作零件所用原料，制备零件所用的原料包括碳纤维丝、环氧树脂胶和环氧树脂胶粘稠剂，其中，环氧树脂胶占比大于40％，环氧树脂胶把碳纤维丝完全包裹；步骤六、根据步骤五中准确的原料制备注塑材料，注塑材料的制备方法为：把环氧树脂胶和环氧树脂胶粘稠剂充分混合、搅拌至半粘稠状，加入碳纤维丝，抓匀，使纤维丝无干燥部分；步骤七、将处理好的模具进行拼接，把步骤七中制备的注塑材料填充到拼接模具的内腔内，将模具组合完整，并且通过模具的溢胶口对模具的型腔进行空腔填充；步骤八、在步骤七中的模具制品底部放置托盘，整体放入加温设备内加温；步骤九、取出升温后的模具制品，模具冷却后，进行脱模操作，对零件进行表面处理。2.根据权利要求1所述的一种复杂碳纤维承力部件快速铸...

【专利技术属性】
技术研发人员：王滨，温小青，向双，朱元旭，王长征，
申请(专利权)人：河北福莱卡航空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：