淺述PMI泡沫夾層結(jié)構(gòu)泡沫芯材的應(yīng)用:

美國(guó)NASA和歐洲空中客車公司，在多年使用夾層結(jié)構(gòu)和加筋條結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了一種泡沫填充加筋條的結(jié)構(gòu)方案，程度上優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝，例如AIRBUS A380的氣密艙的球面框等。

PMI泡沫：PMI (Polymethacrylimide，聚甲基丙烯酰亞胺)泡沫在進(jìn)行適當(dāng)?shù)母邷靥幚砗螅艹惺芨邷氐膹?fù)合材料固化工藝要求，這樣使得PMI泡沫在航空領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。中等密度的PMI泡沫具有很好的壓縮蠕變性能，可以在120oC -180oC溫度、0.3-0.5MPa的壓力下熱壓罐固化。PMI泡沫能滿足通常的預(yù)浸料固化工藝的蠕變性能要求，可以實(shí)現(xiàn)夾層結(jié)構(gòu)的共固化。作為航空材料的PMI泡沫是一種均勻的剛性閉孔泡沫，孔隙大小基本一致。PMI泡沫也能滿足FST要求。泡沫夾層結(jié)構(gòu)與NOMEX?蜂窩夾層結(jié)構(gòu)比較的另一個(gè)特點(diǎn)是其抗吸濕性好得多，由于泡沫是閉孔的，濕氣和水分很難進(jìn)入到夾芯里面去。雖然NOMEX?蜂窩夾層結(jié)構(gòu)也能實(shí)現(xiàn)共固化，但是會(huì)降低復(fù)合材料面板的強(qiáng)度。為了避免在共固化過程中，蜂窩發(fā)生芯材壓潰或側(cè)移，通常固化壓力為0.28-0.35 MPa，而不是通常層壓板的0.69MPa。這樣會(huì)導(dǎo)致復(fù)合材料面板的孔隙率偏高。另外，因?yàn)榉涓C結(jié)構(gòu)的孔隙直徑較大，只在蜂窩壁位置才對(duì)蒙皮有所支撐，這樣會(huì)導(dǎo)致纖維產(chǎn)生彎曲，導(dǎo)致復(fù)合材料蒙皮層板的強(qiáng)度降低。

    綜合上面對(duì)蜂窩和泡沫芯材的對(duì)比，通常選擇泡沫材料作為A形加筋條結(jié)構(gòu)的填充芯材，在用作芯模的同時(shí)，充當(dāng)A 型加筋條的結(jié)構(gòu)芯材，既是結(jié)構(gòu)材料，也是工藝輔助材料。

    PMI泡沫作為夾層結(jié)構(gòu)泡沫芯材已經(jīng)在各種飛機(jī)結(jié)構(gòu)中成功地應(yīng)用，其中一個(gè)突出的應(yīng)用是在波音 MD 11飛機(jī)尾部的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口側(cè)板。泡沫的CNC 加工和熱成型大大降低了鋪層成本。高性能PMI泡沫芯材在固化過程中具有很好的耐壓縮蠕變性能，使面板壓實(shí)，去除表面凹凸不平。和蜂窩芯相比，在熱壓罐固化過程中，PMI泡沫各向同性的孔隙結(jié)構(gòu)還能滿足側(cè)壓下的尺寸穩(wěn)定性的要求，不同于蜂窩結(jié)構(gòu)，無需用泡沫膠填充。另外，泡沫還能將熱壓罐的壓力均勻的傳遞給泡沫下方面板的鋪層，使其壓實(shí)，沒有壓痕等表面缺陷。泡沫填充A 型加筋條結(jié)構(gòu)形式可以應(yīng)用在例如雷達(dá)發(fā)射面，發(fā)動(dòng)機(jī)短艙的壁板、機(jī)身蒙皮、垂直安定面等部件。