复合材料复杂内筋网格闭腔结构成型技术研究

doi:10.19936/j.cnki.2096-8000.20251228.013

复合材料科学与工程 ›› 2025, Vol. 0 ›› Issue (12): 96-102.DOI: 10.19936/j.cnki.2096-8000.20251228.013

复合材料复杂内筋网格闭腔结构成型技术研究

章轩¹, 王昊¹, 郑连刚^1*, 翟东坤², 汪梓迅¹, 陈一¹

1.上海航天精密机械研究所,上海 201617;
2.上海格思信息技术有限公司,上海 201306

收稿日期:2025-07-24 出版日期:2026-02-06 发布日期:2026-02-06
通讯作者: 郑连刚(1994—),男,博士,工程师,研究方向为复合材料成型工艺与热防护,zheng302507@163.com。
作者简介:章轩(1991—),男,博士,工程师,研究方向为复合材料结构设计与成型工艺。

Manufacturing techniques for composites with complex inner-ribbed grid closed-cavity structures

ZHANG Xuan¹, WANG Hao¹, ZHENG Liangang^1*, ZHAI Dongkun², WANG Zixun¹, CHEN Yi¹

1. Shanghai Spaceflight Precision Machinery Institute, Shanghai 201617, China;
2. Shanghai SCAS Information Technology Co., Ltd., Shanghai 201306, China

Received:2025-07-24 Online:2026-02-06 Published:2026-02-06

摘要/Abstract

摘要： 碳纤维复合材料星载安装板具有特殊的内筋网格结构形式,为解决现有复合材料成型工艺方法制备大尺寸闭腔结构件成型难的问题,本文设计一种具有柔性膨胀皮芯特征的复合型水溶性芯模,提出基于复合型芯模共固化成型复合材料内筋网格闭腔结构的工艺方法,并通过典型件工艺试验验证工艺策略的合理性。采用铺层热压罐和热膨胀工艺配合共固化成型工装,最终实现了星载安装板产品的制备。与传统分区预压-二次胶接成型工艺相比,本文提出的共固化成型方案大幅度降低了制造成本和工艺繁复程度,无紧固件连接,无二次胶接,星载安装板结构连续性、整体力学性能和内腔洁净度明显提高。产品通过抗弯、平压、振动及热环境考核。

关键词: 卫星结构件, 复合材料, 水溶性芯模, 内筋网格结构, 共固化工艺

Abstract: The satellite mounting plate of carbon fiber composite has a special internal rib grid structure. In order to solve the problem of difficulty in forming large-size closed-cavity structural parts using existing composite material forming process methods, this work designs a composite water-soluble core mold with flexible expansion skin-core characteristics, and proposes a process method for co-curing composite material internal rib grid closed-cavity structure based on the composite core mold, and verifies the rationality of the process strategy through typical part process tests. The preparation of the satellite mounting plate product was finally realized by using a laminate autoclave and thermal expansion process in conjunction with co-curing forming tooling. Compared with the traditional partition pre-pressing-secondary bonding forming process, the co-curing forming scheme proposed in this paper greatly reduces the manufacturing cost and process complexity, without fastener connection and secondary bonding, and the structural continuity, overall mechanical properties and inner cavity cleanliness of the satellite mounting plate are significantly improved. The product has passed the bending, flat pressing, vibration and thermal environment assessments.

Key words: satellite-carried structure, composite material, water soluble mandrel, internal reinforced grid structure, co-curing molding technology

中图分类号:

TB332

章轩, 王昊, 郑连刚, 翟东坤, 汪梓迅, 陈一. 复合材料复杂内筋网格闭腔结构成型技术研究[J]. 复合材料科学与工程, 2025, 0(12): 96-102.

ZHANG Xuan, WANG Hao, ZHENG Liangang, ZHAI Dongkun, WANG Zixun, CHEN Yi. Manufacturing techniques for composites with complex inner-ribbed grid closed-cavity structures[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2025, 0(12): 96-102.

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