碳纤维加筋壁板结构是典型的航空复合材料面板结构的基本形式之一，已被应用于翼面和机身等部位。筋条对碳纤维蒙皮的刚性在很大程度上有所增强，尤其用于飞机机身时，由于机身结构曲率比较大，碳纤维复合材料制件一般是曲面纵横加筋结构壁板。这种结构目前主要采用胶接共固化的成型工艺，先固化碳纤维蒙皮，然后将未固化的筋条与蒙皮胶接共固化成型。在此过程中，碳纤维蒙皮成型技术、筋条定位技术、胶接共固化技术对最终产品的质量影响尤为关键。本文以典型碳纤维纵横加筋壁板为例，介绍了国产T700级碳纤维复合材料制件成型技术研究。

　　对于碳纤维复合材料加筋壁板，碳纤维蒙皮是主要承力部位，蒙皮的质量影响着最终整个复合材料产品的性能，且蒙皮质量控制对后续筋条胶接共固化影响尤为关键。由于复合材料的热膨胀系数接近于0，一般的金属模具材料因为热膨胀系数比较大，与复合材料热膨胀系数无法匹配，不能满足要求。对于曲面加筋壁板，必须采用Invar合金（热膨胀系数接近于零）作为模具材料。

　　由于复合材料是各向异性的材料，每一层的铺层角度不一样，其热膨胀系数也会不一样，为了控制产品的变形，蒙皮一般采用对称铺层，这样上下铺层的弯矩会相互抵消，因此，每一铺层角度对双曲加筋壁板变形控制的影响比较大。

　　碳纤维蒙皮的厚度对后续胶接共固化质量的影响比较大，且会影响后期产品与金属骨架的装配。目前，在碳纤维蒙皮成型过程中，一般采用碳纤维预浸料零吸胶工艺，而碳纤维预浸料性能会影响最终碳纤维蒙皮的厚度。为了保证碳纤维预浸料性能的均匀性，达到各项指标的要求，需严格控制国产T700碳纤维面密度和树脂含量。在碳纤维预浸料制备过程中，先将国产T700碳纤维进行一定程度的展纤处理，且每一束碳纤维经展纤后厚度均匀，其次在排纱过程中确保束与束间紧密排列；在树脂胶膜制备过程中，根据树脂体系的流变特性选择合理的工艺窗口，对树脂预热时间、涂覆速度优化处理，并对胶膜厚度进行在线监测，制备出厚度精确、均一的树脂胶膜。经覆合后制造出的预浸料国产T700碳纤维面密度偏差在士2%，树脂含量在土3%内，最终制造出的双曲面蒙皮厚度公差在士4%内，满足设计技术要求。

　　纵横加筋壁板的筋条如何定位是一项非常难的技术，在设计定位机构时，既要保证筋条定位的精确度，又要保证后期真空袋封装的效率，定位机构设计太复杂，不利于产品胶接共固化时真空袋的封装。根据纵横加筋壁板的结构特点，采用卡槽定位。对于纵向筋条，设计横跨蒙皮的定位器，定位器为可卸式，由其上的定位孔与模胎上的定位孔通过定位销定位，定位器上有卡槽装置，纵向筋条通过定位器上的卡槽进行定位。

　　经过分析，得出以下结论：①碳纤维蒙皮成型技术、筋条定位技术、胶接共固化技术是国产T700级碳纤维复合材料纵横加筋壁板整体成型技术的关键；②用Invar合金作为模具材料，控制碳纤维蒙皮铺层角度能有效解决双曲面蒙皮变形的问题，控制碳纤维预浸料纤维面密度和树脂含量能蒙皮厚度；③采用卡槽定位技术能够满足国产T700级碳纤维复合材料纵横加筋壁板筋条定位精度的要求，并能提高真空袋的封装效率；④合适的填充量、筋条与蒙皮间隙检查、封挡材料的选择能有效解决筋条胶共固化时易出现的内部质量问题。