(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210780427.2 (22)申请日 2022.07.05 (71)申请人 江西洪都航空工业 集团有限责任公 司 地址 330095 江西省南昌市南昌 高新技术 产业开发区航空城 (72)发明人 任卫安　马军　郭鹏亮　万建平　 胡建冬　王德盼　王明宇　夏丽　 潘云辉　尹萍　方路平　鄢和庚　 赵汉清　王钰淇　肖前　 (74)专利代理 机构 南昌新天下专利商标代理有 限公司 3 6115 专利代理师 王燕 (51)Int.Cl. G16C 60/00(2019.01)G06F 30/20(2020.01) G06F 113/26(2020.01) (54)发明名称 一种自动铺带机用复合材料预浸料适应性 测试方法 (57)摘要 本申请实施例提供了一种 自动铺带机用复 合材料预浸 料适应性测试方法， 通过设计特殊铺 贴测试用基础图， 铺贴测试基础图经自动 铺贴机 转化至铺贴路径图和相应机床代码， 之后， 根据 预浸料在相应自动 铺贴机中的多项铺指标， 可以 定性评判待测试预浸料与自动 铺带机的适应性， 从而指明复合材料预浸料存在的不足， 对其优化 和改进具有重要指导 意义。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 115240795 A 2022.10.25 CN 115240795 A 1.一种自动铺带机用复合材 料预浸料适应性测试 方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： （1） 设计铺带测试用基础图， 基础图为二维图案， 包括： 一个平行四边形a， 以及一个完 全位于平行四边形a内部的平行四边形b， 平行四边形a一对长边的长度不小于1.5 m， 一对短 边的长度为[0.1， 0.6]m， 且长边与水平轴线间的夹角角度不大于10 °； 平行四边b一对长边 宽度为[0.05， 0.2]m， 且其与水平轴线间的夹角角度不大于10 °， 另一对短边与水平轴线间 的夹角角度为[40， 5 0]°； （2） 将基础图转 化至自动铺带机用铺贴路径图及相应机床加工代码； （3） 自动铺带机以待测试 预浸料为原料， 按照铺贴路径图进行铺贴测试； （4） 获取在不同铺贴测试速度下自动铺带机铺贴出的料带的多项指标结果， 综合评价 待测试预浸料与对应自动铺带机的适应性， 其中， 在同一 温湿度条件 下进行铺贴测试时， 当 铺贴出的料带满足条件： 料带间隙值为[0， 2]mm， 料带褶皱数量不大于2， 且铺贴测试速度为 [1,+∞)m/ min； 则判断该测试预浸 料与自动铺带机具备适应性； 否则， 则判断其与相应自动 铺带机不具 备适应性。 2.根据权利要求1所述的自动铺带机用复合材料预浸料适应性测试方法， 其特征在于， 所述自动铺带机为 一步法铺贴型自动铺带机 。 3.根据权利要求1所述的自动铺带机用复合材料预浸料适应性测试方法， 其特征在于， 所述步骤 （1） 中的铺带测试用基础图中的平行四边形a与平行四边形b无相交。 4.根据权利要求1所述的自动铺带机用复合材料预浸料适应性测试方法， 其特征在于， 所述步骤 （3） 中自动铺带机是在温度为[20， 22]℃、 相对湿度百分比为[45%， 55%]条件下进 行铺贴测试。 5.根据权利要求1所述的自动铺带机用复合材料预浸料适应性测试方法， 其特征在于， 所述步骤 （4） 中的铺贴测试速度为[1,6 0]m/min。 6.根据权利要求1所述的自动铺带机用复合材料预浸料适应性测试方法， 其特征在于， 当所述步骤 （4） 是在同一铺贴测试速度下进行 的多次重复铺贴， 其铺带测试获得的料带间 隙值、 料带褶皱数量为各次铺贴获得的两个料带间隙最大值和最小值， 料带褶皱数量的中 位值。 7.根据权利要求6所述的自动铺带机用复合材料预浸料适应性测试方法， 其特征在于， 所述料带间隙值 为各相邻层料 带间间隙的最大值和最小值。 8.根据权利要求7所述的自动铺带机用复合材料预浸料适应性测试方法， 其特征在于， 所述料带褶皱数量包括料 带边缘与料带内出现的褶皱数量。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115240795 A 2一种自动铺带 机用复合材料预浸料适应性测试方 法 技术领域 [0001]本申请涉及复合材料自动化制造技术领域， 具体涉及一种自动铺带机用复合材料 预浸料适应性测试 方法。 背景技术 [0002]自动铺放技术， 是利用数控系统， 实现预浸料的定位、 自动铺叠、 压实、 剪切和重送 等功能集成于一体， 已在航空航天领域等军事领域广泛应用， 而预浸料是自动铺放的原材 料， 是自动铺放技术发展和应用的基础， 自动铺放技术高速成形特性要求预浸料要与自动 铺放设备本身具有良好的适应性。 [0003]根据产品的形状及铺放需求， 自动铺放可以分为自动铺带 （ATL） 和自动铺 丝 （AFP） 两类。 自动铺带机及相关技术诞生于20世纪60年代， 后 期随着商用飞机的发展， 自动铺带技 术开始广泛应用于商业飞机的制 造领域。 经过几十年的不断发展与完善， 自动铺带设备和 技术在美国和欧洲已经相当成熟， 并大规模应用于复合材料构件的制造。 2004年， 南 京航空 航天大学在与航空材料研究院联合开 发自动铺带设备的基础上， 研制成功国内第一台 自动 铺带原理样机， 实现了自动铺带的基本功能应用。 [0004]但国内自动铺带技术与国外存在较大差距， 造成自动铺带技术在国内发展缓慢有 多方面原因， 而铺带用复合材料是核心因素， 因此， 开 发出适应于自动铺带机用的复合材料 预浸料是必要条件， 是启动复合材 料大规模自动化铺贴的关键 。 [0005]目前， 自动铺带用复合材 料预浸料测试评价方法主 要表现为以下差异及不足： 1、 测试方法复杂且标准 不统一 目前对于预浸料与自动铺带机适应性主要关注于材料的粘性， 通过料与料的粘 性、 料与模具粘性测试来判断材料的适应性， 但测试方式没有一个统一的标准， 大多采用一 些改装的装置进行材料层与层之间的剥离力测试， 不同的改装装置测试 的结果不同， 且差 别很大。 [0006]2、 测试方法实用性 不强 传统粘性剥离力测试方法很难对预浸料适应性进行快速、 高效地评价， 批量化制 造的材料不能在较快的时间内准确获得测试 结果， 实用性 不强。 [0007]3、 测试方法效果 不佳 材料与设备的适应性影响因素很多， 有材料本身的粘性、 刚性、 背衬纸剥离力、 铺 贴环境温湿度等确定及不确定条件组成， 很难通过一两个量化指标进 行评判材料与设备的 适应性是否合适， 常规测量的材料粘性指标很难完全覆盖材料适应性的判断， 造成有些材 料粘性本身测试结果理想， 但在自动铺带机设备上应用效果不理想， 没有达到材料适应性 评价的效果。 此外， 现有测定预浸料层间粘结性能的实验装置存在装置测试效率低、 效果 低、 装置制造成本高、 无法与实际铺放相结合 等不足之处。 [0008]总之， 目前对于复合材料预浸料与设备的适应性评价仍然缺乏一种快速高效的评 价方式， 造成材料与设备适应性无法进 行快速评价， 限制了复合材料的市场应用， 也严重制说　明　书 1/5 页 3 CN 115240795 A 3