CN102218825B - 无人机内喷漆量化复合材料的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无人机内喷漆量化复合材料的制备工艺,工艺步骤是(1)材料准备;(2)漆层喷制;(3)刷涂环氧树脂、铺放玻璃纤维布;(4)铺放蜂窝芯;(5)真空定型;(6)合模、修边,出壳,清边打眼、安装部件,即得成品。本发明所采用的内喷漆量化复合材料制作工艺,可制作出多层复合结构的复合材料,用“量产化”制作工艺生产的无人机成品,总工期需要10天左右,工艺简单,可快速进行复合材料制作,量产化管理程度简单,工时少,复合结构效率高,可快速进入机载设备模块的安装。
Description
技术领域
本发明属于航空领域,涉及无人机,尤其是一种无人机内喷漆量化复合材料的制备工艺。
背景技术
我国小型无人机行业起步较晚,设计过程中在外形、规格尺寸和搭载的设备方面一股是参考国外现役无人机设计,但是在玻璃钢制作工艺水平方面设计路线陈旧,造成一些型号无人机在机体重量、结构设计和材料强度等方面与国外90年代同类产品近似,没有太大突破。
近几年来,我国复合材料工业的新技术和新材料发展较快,复合材料是一种新兴材料,在飞行器上应用正处在发展阶段,因其材料质轻、抗冲击强度高、温差变形小(因温度的差异而造成的“蠕变”)、抗老化(可使用寿命延长),防腐蚀、雷电、静电及各种材料间相容性高等特性,在许多行业使用非常广泛。
目前我国小型无人机复合材料的制作工艺是,首先绘制图纸>样板制作>手工阳模>翻制玻璃钢阴模>制作样品>修改模具>再次制作样品>成型制品>表面处理>喷漆>再处理>喷漆>抛光,即在机体生产完成以后,最后进行表面喷漆工作,且喷涂的涂料层会使机体重量增加,这种工艺即费工又费时,总工期需要30天左右,且量产化管理程度复杂。
通过检索,尚未发现与本专利申请相关的公开文献。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的不足之处,提供一种工艺简单、制造周期短、材料结构设计科学的无人机内喷漆量化复合材料的制备工艺。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的:
一种无人机内喷漆量化复合材料的制备工艺,工艺步骤是:
(1)材料准备:厚度0.1mm-0.5mm的玻璃纤维布、厚度0.1mm-0.5mm并由碳纤维布与玻璃纤维布经纬编织而成的碳纤混编布、环氧树脂、木条骨架、蜂窝芯、氨酯类面漆、聚酯类罩光漆;
(2)漆层喷制:在处理后的成型模具的模腔内喷三遍罩光漆,漆层厚度为0.2-0.3mm;然后喷三遍面漆,并找平使漆层均匀,常温固化;
(3)刷涂环氧树脂、铺放玻璃纤维布:在漆层上刷涂环氧树脂,然后铺放玻璃布,并用毛刷将玻璃纤维布在环氧树脂上刷平;
(4)铺放蜂窝芯:在玻璃纤维布上铺放蜂窝芯,然后将碳纤混编布铺上,刷环氧树脂,常温固化后,脱模;
(5)真空定型:将脱模后的构件放入真空袋内,放入暖房内抽真空,暖房温度80-100℃,负压-0.8兆帕,时间2-4小时,取出;
(6)合模、修边:将两个构件合模,接口处用碳纤维丝采用环氧树脂将接口封装,然后放入暖房固化,暖房温度80-100℃,时间2-4小时,出壳,清边打眼、安装部件,即得成品。
而且,所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、双酚S型环氧树脂或双酚F型环氧树脂。
而且,所述蜂窝芯的每目的直径为3mm,高度3mm;蜂窝芯材为铝箔、芳纶纸、玻璃纸或牛皮纸。
而且,所述步骤(4)铺放蜂窝芯后,在构件的连接部位、承力部位的蜂窝芯内加装玻璃微珠。
而且,所述步骤(4)铺放蜂窝芯后,在蜂窝芯铺放一层玻璃纤维布后再铺碳纤混编布。
本发明的优点和积极效果是:
1、本发明所采用的内喷漆量化复合材料制作工艺,可制作出多层复合结构的复合材料,用“量产化”制作工艺生产的无人机成品,总工期需要10天左右,工艺简单,可快速进行复合材料制作,量产化管理程度简单,工时少,复合结构效率高,可快速进入机载设备模块的安装。
2、本发明所设计的内喷漆工艺,其模腔内光洁度已经超出后喷漆表面的光洁度,有效提升了产品表面档次,并经过高温固化后,进行复合材料的铺层工序,有很好的兼容性和高强度,成品率高,废品率低;涂层轻,符合“轻质”理想。
附图说明
图1为本发明复合材料的断面结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述,以下实施例只是描述性的,不是限定性的,不能以此限定本发明的保护范围。
一种无人机内喷漆量化复合材料的制备工艺,具体工艺步骤是:
(1)材料准备:
玻璃纤维布,厚度0.1mm-0.5mm,作用是为了组织结构连接和增加平面强度;
碳纤混编布,厚度0.1mm-0.5mm,由碳纤维布与玻璃纤维布经纬编织而成,作用是为增加结构强度和减轻重量;
环氧树脂,包括双酚A型环氧树脂,双酚S型环氧树脂,双酚F型环氧树脂,作用是粘接或者渗透粘接各物质;
木条骨架,架构在腔体内,支撑腔体,根据实际需要进行高度及宽度设置;
蜂窝芯,根据需要设定目数,每目的直径为3mm,高度3mm;蜂窝芯材为铝箔、芳纶纸、玻璃纸和牛皮纸等,蜂窝夹层结构的突出优点是:质轻,弯曲刚度大。
面漆,为氨酯漆,作用是美化和防止表面老化;
罩光漆,为聚酯漆类,作用是增加光洁度和保护面漆表面。
(2)漆层喷制:
将成型模具的模腔内涂脱模剂,然后打蜡,清理光洁,进行常规的模具清理,在模腔内喷三遍罩光漆,漆层厚度控制在0.2-0.3mm;然后直接喷三遍面漆,并找平使漆层均匀,常温固化;
(3)刷涂环氧树脂、铺放玻璃纤维布:
在漆层上刷涂环氧树脂,然后铺放玻璃布,并用毛刷将玻璃纤维布在环氧树脂上刷平;
(4)铺放蜂窝芯、补强:
在玻璃纤维布上铺放蜂窝芯,之后,应该在受力部位进行补强,如在连接部位、承力部位,在蜂窝芯内加装玻璃微珠,然后再将玻璃纤维布以及碳纤混编布铺上,刷环氧树脂,将蜂窝芯的微珠封装,常温固化后,脱模;
(5)真空定型:
然后将上述脱模后的构件放入真空袋内,放入暖房内抽真空,暖房温度80-100℃,负压-0.8兆帕,时间3小时,取出;真空袋采用具有良好延展性和高强度的尼龙膜或类似材料制成,用粘性的密封胶条与模具粘接在一起,将制件包裹在内,抽真空对制件施加压力。真空袋内通常要放有透气毡以使真空导路通畅。该方法工艺简单,不需要专用设备,适用于大尺寸产品的成型。常用来制造室温固化的制件,还可与热压罐配合使用进行高温或中温固化成型。
(6)合模、修边:
将两个构件合模,接口处用碳纤维丝采用环氧树脂将接口封装,然后放入暖房固化,暖房温度80-100℃,时间3小时,出壳,清边打眼、安装部件,即得成品。
本发明所制备的无人机内喷漆量化复合材料,参见图1,其断面结构自里向外依次为:碳纤维混编布层6、里玻璃纤维层5、蜂窝芯夹层4、外玻璃纤维层3、面漆2及环氧罩光漆1,上述各层通过模具压制,并采用热固性树脂进行粘接,凝固后即成成品。
本发明所制造的复合材料,通过检测,在环境温度-40℃~+55℃,湿度为95%范围内不会产生变形和”蠕变”,抗酸\碱,承受震动频率20Hz~2000Hz不会断裂开胶.用此工艺生产的制品外形尺寸检测,10件/组尺寸长度误差为±0.01mm.符合国家相关标准。
Claims (4)
1.一种无人机内喷漆量化复合材料的制备工艺,其特征在于:工艺步骤是:
⑴材料准备:厚度0.1mm-0.5mm的玻璃纤维布、厚度0.1mm-0.5mm并由碳纤维布与玻璃纤维布经纬编织而成的碳纤混编布、环氧树脂、木条骨架、蜂窝芯、氨酯类面漆、聚酯类罩光漆;
⑵漆层喷制:在处理后的成型模具的模腔内喷三遍罩光漆,漆层厚度为0.2-0.3mm;然后喷三遍面漆,并找平使漆层均匀,常温固化;
⑶刷涂环氧树脂、铺放玻璃纤维布:在漆层上刷涂环氧树脂,然后铺放玻璃纤维布,并用毛刷将玻璃纤维布在环氧树脂上刷平;
⑷铺放蜂窝芯:在玻璃纤维布上铺放蜂窝芯,然后将碳纤混编布铺上,刷环氧树脂,常温固化后,脱模;
⑸真空定型:将脱模后的构件放入真空袋内,放入暖房内抽真空,暖房温度80-100℃,负压-0.8兆帕,时间2-4小时,取出;
⑹合模、修边:将两个构件合模,接口处用碳纤维丝采用环氧树脂将接口封装,然后放入暖房固化,暖房温度80-100℃,时间2-4小时,出壳,清边打眼、安装部件,即得成品。
2.根据权利要求1所述的无人机内喷漆量化复合材料的制备工艺,其特征在于:所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、双酚S型环氧树脂或双酚F型环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的无人机内喷漆量化复合材料的制备工艺,其特征在于:所述步骤⑷铺放蜂窝芯后,在构件的连接部位、承力部位的蜂窝芯内加装玻璃微珠。
4.根据权利要求1所述的无人机内喷漆量化复合材料的制备工艺,其特征在于:所述步骤⑷铺放蜂窝芯后,在蜂窝芯铺放一层玻璃纤维布后再铺碳纤混编布。
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