气体辅助隔膜成形复合材料的变形行为和精度控制,使用多点柔性模具
Deyu Yue1, Ruixiang Luo1, Yuan Li1
1Key Laboratory of Automobile Materials, Ministry of Education, School of Materials Science and Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China.
Polymers
|March 14, 2026
概括
使用多点柔性模具 (MPFD) 的新气体辅助隔膜成型 (GADF) 工艺提高了曲线复合板的精度. 最佳参数可以减少缺陷,并将几何精度提高38%以上.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 制造业 工程 制造工程
- 复合材料 复合材料 复合材料
背景情况:
- 多点柔性模具 (MPFD) 为曲板提供可重新配置的成型,但在纤维增强复合材料中面积和几何精度较差.
- 现有的MPFD限制阻碍了在先进复合材料组件制造中广泛应用.
研究的目的:
- 提出和研究一种新的气体辅助隔膜成形 (GADF) 工艺,利用MPFD提高曲面玄武纤维/环氧树脂复合板的成形精度.
- 分析过程参数 (温度,压力,插值器厚度) 对缺陷形成和几何精度的影响.
- 开发一个用于优化MPFD配置和实现高精度复合材料组件成型的预测模型.
主要方法:
- 在GADF过程中实现和精确控制温度,压力和MPFD配置.
- 在不同的工艺参数下对陷缺陷和几何准确性的分析.
- 开发基于响应表面的预测模型,以将组件结构与几何精度相关联.
- 根据准确度提升的预测模型指导的MPFD的补偿重新配置.
主要成果:
- 增加的压力加剧了穴缺陷,减少了形状的准确性.
- 最佳成型温度被确定为120°C;偏差加剧了缺陷和错误.
- 间波器厚度的增加减少了沟,但却对几何准确度产生了负面影响,超过了最佳点.
- 确定了最佳参数:5kPa的压力,120°C的温度,2mm的插值器厚度.
结论:
- 开发的GADF工艺有效地解决了复合板的MPFD成型中的精度限制.
- 基于响应表面模型的MPFD修改显著提高了38.85%的几何精度.
- 这项研究证明了使用GADF和MPFD高质量,准确的曲线复合材料组件成型的可行方法.
