一种泡沫芯板的灌封加工方法与流程

一种泡沫芯板的灌封加工方法与流程

本发明涉及复合材料泡沫芯处理，涉及一种泡沫芯板的灌封加工方法。该方法通过在灌封孔内壁面贴胶膜、注满固化胶液、整体加热等步骤，有效解决了泡沫与灌封胶热膨胀系数不同导致的开裂问题，适用于不同尺寸、不同形状的泡沫灌封操作。

背景技术

复合材料泡沫夹层结构件具有比强度、比模量、抗弯曲、刚度大等独特优势，目前已被广泛应用在航空航天领域。当泡沫夹层复合材料结构件在泡沫区存在装配关系时，由于泡沫材料的刚度较低，对复合材料蒙皮的支撑能力较弱，无法满足大承载要求。为防止泡沫夹层结构件损伤，同时提高零件的力学性能，需要对泡沫上紧固件装配区进行开孔灌封。

然而，由于灌封胶与泡沫热膨胀系数不同，在灌封固化以及后续泡沫与蒙皮共固化过程中，随着温度变化，在灌封胶与泡沫胶接面易存在开裂问题，影响泡沫夹层结构件的内部质量以及后续的装配强度。

近期针对防止灌封开裂方法的发明主要包括：

1. 一种防止灌封变压器灌封胶开裂的内置板(授权号cn207752846u)：该专利设计了一种防止灌封变压器灌封胶开裂的内置板，与装有变压器线包的外壳配合使用，在不可更换灌封胶的情况下，使得灌封后的产品不再出现灌封胶开裂的问题。在灌封胶内放置内置板增加灌封胶的重量，且不满足于后续有灌封区紧固件制孔装配要求的灌封操作。

2. 一种防止灌封胶开裂的电容器结构(授权号：cn208834908u)：该专利提出了一种防止灌封胶开裂的电容器结构，包括金属外壳、电容器芯子、绝缘包边和灌封胶，塑料绝缘包边固定在金属外壳开孔端的周缘，且包覆于金属外壳开口端的内侧壁，依据塑料绝缘包边与灌封胶线膨胀系数差异小来防止金属外壳和灌封胶脱离，该专利是采用塑料绝缘包边解决金属外壳和灌封胶膨胀系数不一致，产生灌封胶与金属外壳开裂问题。

3. 一种带有灌封胶的蜂窝夹芯零件成型方法(申请号：cn115352101a)：在蜂窝夹芯毛料的芯格中均匀注入灌封胶，固化后加工成填充模块，根据灌封区形状在蜂窝上开设灌封孔，将填充模块外裹上补偿胶层后放入蜂窝灌封孔内，实现蜂窝灌封件的制造，灌封模块成型、模块固化、加工后，采用补偿胶层进行粘接，制造成本较高，效率低，且存在补偿胶层填充不完整的问题。

另外，现有技术中先铺放膨胀胶膜，后插入零件，由于本来间隙很小，胶膜还带有粘性，很容易将挤压或带动，使得胶膜堆积或脱落或偏移，粘结不完整。

再者，在机加工时，由于灌封孔内材质与所述泡沫芯板材质不同硬度不同，采用同样的铣加工参数也会带来开裂风险。

综上所述，采用上述的芯材灌封方法可以实现泡沫的灌封操作，在灌封胶内增加内置板或增加包边材料等均需要进行设计结构更改，无法满足泡沫夹芯结构件灌封区的刚度要求，而采用制造灌封块后用胶层与泡沫粘接方法不适用于泡沫灌封，存在胶膜填充不完整的情况，现有泡沫灌封方法无法满足泡沫夹芯结构件装配区的灌封要求。

技术实现思路

本发明的目的是：本发明提出了一种防止泡沫灌封开裂的方法，有效的解决加工中(包括灌封和机加工)中泡沫和灌封胶热膨胀系数不同，硬度不同，导致的后续蒙皮与泡沫共固化过程中灌封胶与泡沫开裂以及机加工过程中开裂的问题，可以提高泡沫与灌封胶的粘接质量，实现高质高效的泡沫灌封操作，可以广泛适用于不同尺寸的泡沫孔灌封操作上。

本发明的技术方案是：

提供一种泡沫芯板的灌封加工方法，包括如下步骤：

1. 步骤1、获取泡沫芯板，且使得泡沫芯板在厚度上保留加工余量，在泡沫芯板上开有灌封孔；

2. 步骤2、在所述灌封孔的内壁面贴胶膜，所述胶膜为受热膨胀胶膜；

3. 步骤3、在所述灌封孔内注满固化胶液，使得固化胶液在常温环境固化为刚性体，并保证固化所产生的热量释放完全；

4. 步骤4、对所述泡沫板整体加热，使得所述刚性体受热二次固化，并且使得所述胶膜受热膨胀；加热温度为120℃～190℃，保温时间为90～120分钟，然后自然冷却；

5. 步骤5、对所述泡沫板的上下板面均进行铣加工，去除所述余量，使得所述灌封孔内的固化刚性体与泡沫板形成整体平面，得到灌封后的泡沫芯板。

进一步的，所述泡沫芯板材质为pmi泡沫。

进一步的，灌封胶为双组份环氧树脂胶。优选地，牌号为cg1305a/b。

进一步的，膨胀胶膜为发泡胶。优选牌号为fm490a、j－297b或j－490b。

进一步的，步骤3中灌封胶常温固化及散热总时间至少为24小时。

进一步的，灌封胶常温固化过程中，采用在抽真空环境下固化。优选为打真空袋处理。

进一步的，灌封胶加热温度优选120℃，加热时间优选90分钟；

进一步的，步骤1获取的泡沫芯板为干燥后的泡沫芯板。更进一步的，所述干燥的工艺参数为干燥温度至少180℃，时间至少180分钟。

进一步的，步骤5中的灌封后泡沫板的灌封孔先进行铣加工，再从所述灌封孔向周围扩散铣加工泡沫。优选地，对灌封孔进行铣加工时，铣刀转速不低于6000r/min。优选地，从灌封孔扩散铣加工泡沫芯板时，铣刀转速不高于4000r/min。

本发明的优点是：本防止泡沫灌封开裂的方法适用于不同尺寸、不同形状的泡沫灌封操作，且灌封操作简单，灌封成本低，速率快，可以解决泡沫与灌封胶开裂问题。

相对于现有技术的刚性零件与胶膜的接触，本发明中膨胀胶膜表面为非光滑面，流体灌封胶注入填充时会与所述膨胀胶膜表面充分接触，对其表面凹凸不平的位置也会填充，进一步增加与膨胀胶膜的粘接界面的接触面积，提高灌封胶与膨胀胶膜结合力，有助于降低粘接界面开裂。

本发明注胶不会使得铺好的胶膜受到损伤和破坏，完整性好。

本方法中加工通过两种方式且，对于刀头的运动轨迹进行规划，放置了加工开裂。

技术特征

1. 一种泡沫芯板的灌封加工方法，其特征在于：包括如下步骤：

2. 如权利要求1所述的一种泡沫芯板的灌封加工方法，其特征在于：所述泡沫芯板材质为pmi泡沫。

3. 如权利要求1所述的一种泡沫芯板的灌封加工方法，其特征在于：灌封胶为双组份环氧树脂胶。优选地，牌号为cg1305a/b。

4. 如权利要求1所述的一种泡沫芯板的灌封加工方法，其特征在于：膨胀胶膜为发泡胶。优选牌号为fm490a、j－297b或j－490b。

5. 如权利要求1所述的一种泡沫芯板的灌封加工方法，其特征在于：步骤3中灌封胶常温固化及散热总时间至少为24小时。

6. 如权利要求1所述的一种泡沫芯板的灌封加工方法，其特征在于：灌封胶常温固化过程中，采用在抽真空环境下固化。优选为打真空袋处理。

7. 如权利要求1所述的一种泡沫芯板的灌封加工方法，其特征在于：灌封胶加热温度优选120℃，加热时间优选90分钟。

8. 如权利要求1所述的一种泡沫芯板的灌封加工方法，其特征在于：步骤1获取的泡沫芯板为干燥后的泡沫芯板。更进一步的，所述干燥的工艺参数为干燥温度至少180℃，时间至少180分钟。

9. 如权利要求1所述的一种泡沫芯板的灌封加工方法，其特征在于：步骤5中的灌封后泡沫板的灌封孔先进行铣加工，再从所述灌封孔向周围扩散铣加工泡沫。

10. 如权利要求1所述的一种泡沫芯板的灌封加工方法，其特征在于：对灌封孔进行铣加工时，铣刀转速不低于6000r/min；从灌封孔扩散铣加工泡沫芯板时，铣刀转速不高于4000r/min。

技术总结

本发明涉及一种泡沫芯板的灌封加工方法，包括步骤内容：在所述灌封孔内注满固化胶液，使得固化胶液在常温环境固化为刚性体，并保证固化所产生的热量释放完全；对所述泡沫板整体加热，使得所述刚性体受热二次固化，并且使得所述胶膜受热膨胀；加热温度为120℃～190℃，保温时间为90～120分钟，然后自然冷却。本发明中膨胀胶膜表面为非光滑面，流体灌封胶注入填充时会与所述膨胀胶膜表面充分接触，对其表面凹凸不平的位置也会填充，进一步增加与膨胀胶膜的粘接界面的接触面积，提高灌封胶与膨胀胶膜结合力，有助于降低粘接界面开裂。

技术研发人员：王争,戴东梅,成景,庞志远
受保护的技术使用者：哈尔滨哈飞航空工业有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/31