CN104260365A

CN104260365A - 一种天线肋条的制造方法

Info

Publication number: CN104260365A
Application number: CN201410390408.4A
Authority: CN
Inventors: 叶荣森; 谷建巍; 姚愿红; 宋金鹏
Original assignee: XI'AN TUOFEI COMPOSITE MATERIAL Co Ltd
Current assignee: XI'AN TUOFEI COMPOSITE MATERIAL Co Ltd
Priority date: 2014-08-08
Filing date: 2014-08-08
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2034-08-08
Also published as: CN104260365B

Abstract

本涉及一种天线肋条的制造方法，其包括以下步骤：(1)、预制天线肋条的模具并抛光；(2)、制备芯膜；(3)、将尼龙气袋浸泡涂膜剂后晾干备用；(4)、把尼龙气袋用胶带缠在芯膜上；(5)、制备预型体；(6)、抽出芯膜；(7)、把预型体置于下凹模的模腔中，在预型体的两端各紧固连接一个尼龙气嘴；(8)、合模；(9)、热压成型；(10)、冷压成型；(11)、脱模后打磨平整并打孔；(12)、检验合格后即得到天线肋条。本发明使用的是外模加芯膜的双重成型结构，既保证了原有热压罐成型的内腔尺寸，又增加了肋条最重要的外形尺寸和抛物线的精度，肋条精度达到0.012的精度，完全满足并超出设计要求。

Description

一种天线肋条的制造方法

技术领域

本发明涉及一种复合材料的制备方法，具体涉及一种天线肋条的制造方法。

背景技术

随着我国通讯事业的发展，通信卫星日益显示出其重要的地位。通信卫星上的通讯天线系统是其关键设备。为了提高通信卫星信号的收发频率，减少信号损失，对卫星天线的制造精度要求很高。卫星天线暴露在空间环境之中，天线材料和天线的结构必须经受住空间环境的考验。

卫星天线的天线肋条是天线反射面结构中的重要构件，它的作用是为天线反射面提供精度依靠，对其精度以及尺寸稳定性要求严格——肋条壁厚1.5mm、宽10mm、长2000mm，绝对误差小于1mm。

由于天线肋条是类似于一个弯曲的矩形管(如图1所示)，其具有碳纤维中空结构。现有方法制备时在产品设计、成型工艺等方面难度很大，成本很高。现有技术中一般采用热压罐成型制备卫星天线的肋条，但是该种方法周期长，能耗高，成本大，并且热压罐使用的是内膜，产品的外观和精度满足不了设计要求，精度在1～3mm不等，产品的合格率低。

发明内容

发明目的：本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明公开了一种天线肋条的制造方法。

技术方案：一种天线肋条的制造方法，包括以下步骤：

(1)、预制天线肋条的模具并抛光，所述模具包括上凹模和下凹模；

(2)、采用生硅胶和松木制备芯膜并去除所述芯膜上的毛刺；

(3)、将经过剪裁的尼龙气袋置于涂膜剂中浸泡2～4小时后，晾干备用；

(4)、把步骤(3)所述的尼龙气袋套在步骤(2)所述的芯膜上，并用胶带将所述尼龙气袋缠紧于所述芯膜；

(5)、制备预型体：采用层叠的方式在步骤(4)所述尼龙气袋外侧铺设多层碳纤维预浸料，在铺设过程中用吹风机加热；

(6)、从步骤(5)所述铺设碳纤维预浸料的所述预型体中抽出所述芯膜，所述尼龙气袋留在所述预型体的内腔用于成型固化时加压；

(7)、把步骤(6)中所述预型体置于所述下凹模的模腔中，在所述预型体的两端各紧固连接一个尼龙气嘴；

(8)、将所述上凹模放置于步骤(7)所述的下凹模的相应位置，通过螺钉锁紧所述上凹模和所述下凹模；

(9)、通过热压成型机对步骤(8)所述预留体热压成型；

(10)、将步骤(9)所述模具从所述热压成型机取下并放置于冷压机上，在压力为10Mpa的条件下冷却30min后取下所述模具；

(11)、脱模后得到天线肋条并将所述天线肋条的翻边毛刺打磨平整并打孔；

(12)、使用MPS/S单相机工业摄影测量系统检测所述天线肋条的表面精度，合格后即得到所述天线肋条。

作为本发明中的一种天线肋条的制造方法的一种优选方案：步骤(1)所述的天线肋条的模具为使用球墨铸铁制备的上凹模和下凹模。上凹模在横向上均分为两段——上凹模Ⅰ和上凹模Ⅱ，目的在于上凹模和下凹模合模时便于操作。上凹模和下凹模设有一个一体成型的∮20定位销孔，上凹模的定位销孔与下凹模的定位销孔的位置是相对应的。

作为本发明中的一种天线肋条的制造方法的一种优选方案：步骤(1)所述的抛光包括如下步骤：

(a)、用320#油石对所述模具进行粗抛，去除毛边；

(b)、用600#油石对步骤(a)所述模具进行抛光；

(c)、用1000#油石对步骤(b)所述模具进行抛光；

(d)、用1500#油石岁步骤(c)所述模具进行抛光；

(e)、用3000#抛光膏配合羊毛抛光轮将步骤(d)所述模具抛成镜面，确保所述模具的表面粗糙度小于0.2。

作为本发明中的一种天线肋条的制造方法的一种优选方案：步骤(9)所述热压成型包括以下步骤：

(91)、将所述热压成型机升温至128～132℃；

(92)、用钢制的气管一头接通空气压缩机，另一头接上尼龙气嘴，通过空气压缩机给尼龙气袋内加压，压力为99～102pis；

(93)、将步骤(8)所述模具放置于所述热压成型机的工作台上，并将所述热压成型机合模，对步骤(8)所述模具加压9.9～10.1Mpa的压力，固化117～123min。

作为本发明中的一种天线肋条的制造方法的一种优选方案：步骤(3)所述脱模剂为乐高NC-770脱模剂。

作为本发明中的一种天线肋条的制造方法的一种优选方案：步骤(5)所述碳纤维预浸料为东丽T300碳纤维原丝预浸料。

为本发明中的一种天线肋条的制造方法的一种优选方案：步骤(7)所述的尼龙气嘴与所述尼龙气袋通过胶带缠绕固接。

有益效果：本发明使用的是外模加芯膜的双重成型结构，既保证了原有热压罐成型的内腔尺寸，又增加了肋条最重要的外形尺寸和抛物线的精度，经过测试，肋条精度达到0.012的精度，完全满足并超出设计要求。

附图说明

图1为天线肋条的结构示意图；

图2为模具的结构示意图；

图3为预型体与模具的机构示意图；

其中：

1-碳纤维中空结构 2-定位销孔

3-下凹模 4-上凹模Ⅰ

5-上凹模Ⅱ 6-尼龙气嘴

7-胶带 8-尼龙气袋

9-碳纤维肋条预型体

具体实施方式：

下面结合附图，对本发明的具体实施方式详细说明。

具体实施例1

一种天线肋条的制造方法，包括以下步骤：

(1)、预制天线肋条的模具并抛光，模具包括上凹模和下凹模3；

(2)、采用生硅胶和松木制备芯膜并去除芯膜上的毛刺；

芯膜主要使用在预型时使用(相当于在芯膜上铺设碳纤维预浸料后，把芯膜抽出，把预型好的产品放入到对开凹模的模穴内成型固化)；芯膜的设计原则为根据产品内径尺寸(因产品外形为已知确定)来确定外径尺寸，当然不可以认为产品的内径即为芯膜的外径，因为芯膜上要提前套上尼龙气袋8，气袋的厚度约为0.05mm。而在预备产品形状时手工铺贴需要预留约1.5mm的余量(因手工铺贴，层与层之间存在空隙，不预留会造成预型好的胚料无法放入到上下凹模模穴中)；芯膜的外径尺寸＝产品内径尺寸-尼龙气袋厚度0.05*2-预留余量1.5mm。为便于后续容易抽出芯膜，设计芯膜时两端外径尺寸相差0.2mm即可(既为大端和小端)；

(3)、将经过剪裁的尼龙气袋8置于涂膜剂中浸泡4小时后，晾干备用；

因产品成型固化时加温加压，尼龙气袋8必须耐温150℃以上，延展性不低于6％。尼龙气袋8的外径尺寸＝产品的外径最大尺寸加2mm，尼龙气袋8的外径必须大于产品的外径尺寸，尼龙气袋8需要承受100psi左右的压力，若小于产品的外径尺寸，会造成尼龙气袋8在加压过程中破裂漏气，导致产品报废；也不是说越大越好，尼龙气袋8外径大于产品的外径超过5mm以上，会造成尼龙气袋8在产品的内腔打折严重，影响内径的光洁度。尼龙气袋每卷为100米，用户根据自己的需求定制合适外径即可，长度根据产品尺寸放余量300mm，并自行裁剪。先把NC-770脱模剂倒入盆中，把把裁切好的气袋完全浸入脱模剂中浸泡4小时，拿出晾干备用。

(4)、把步骤(3)的尼龙气袋8套在步骤(2)的芯膜上，并用胶带将尼龙气袋8缠紧于芯膜；

(5)、制备预型体：采用层叠的方式在步骤(4)尼龙气袋8外侧铺设多层碳纤维预浸料，在铺设过程中用吹风机加热；

以铺设七层碳纤维预浸料为例，根据产品的外周长和产品的长度裁切碳纤维预浸料，第一层碳纤维预浸料宽＝产品外周长加2mm、长度＝产品长度加20mm；第二层碳纤维预浸料的宽在第一层宽度的基础上加2mm即可(第三、第四、第五、第六、第七层依次在前一层的基础上加2mm，长度不变)。将缠好尼龙气袋8的芯膜置于工作台，采用层叠方式通过手工铺设7层碳纤维预浸料；铺贴过程中用吹风机加热，使每层之间贴实。层与层直接的搭接口需要错开。

(6)、从步骤(5)铺设碳纤维预浸料的预型体中抽出芯膜，尼龙气袋8留在碳纤维肋条预型体9的内腔用于成型固化时加压；

(7)、把步骤(6)中预型体置于下凹模3的模腔中，在碳纤维肋条预型体9的两端各紧固连接一个尼龙气嘴6；用尼龙气袋8把尼龙气嘴6包住，外边缘的接口留在模具的外面，其余部分包住后留在产品的内腔，用10mm胶带7把尼龙气袋8缠紧在尼龙气嘴6上(如图3所示)。

(8)、将上凹模放置于步骤(7)的下凹模3的相应位置，通过螺钉锁紧上凹模和下凹模3；

(9)、通过热压成型机对步骤(8)预留体热压成型；

(10)、将步骤(9)模具从热压成型机取下并放置于冷压机上，在压力为10Mpa的条件下冷却30min后取下模具；

(11)、脱模后得到天线肋条并将天线肋条的翻边毛刺打磨平整并打孔；

(12)、使用MPS/S单相机工业摄影测量系统检测天线肋条的表面精度，合格后即得到天线肋条。

在本实施例中，如图2所示，步骤(1)的天线肋条的模具为使用球墨铸铁制备的上凹模和下凹模3。上凹模在横向上均分为两段——上凹模Ⅰ4和上凹模Ⅱ5，目的在于上凹模和下凹模3合模时便于操作。上凹模和下凹模3设有一个一体成型的∮20定位销孔2，上凹模的定位销孔2与下凹模3的定位销孔2的位置是相对应的。

在本实施例中步骤(1)的抛光包括如下步骤：

(a)、用320#油石对模具进行粗抛，去除毛边；

(b)、用600#油石对步骤(a)模具进行抛光；

(c)、用1000#油石对步骤(b)模具进行抛光；

(d)、用1500#油石岁步骤(c)模具进行抛光；

(e)、用3000#抛光膏配合羊毛抛光轮将步骤(d)模具抛成镜面，确保模具的表面粗糙度小于0.2。

在本实施例中，步骤(9)热压成型包括以下步骤：

(91)、将热压成型机升温至130℃；

(92)、用钢制的气管一头接通空气压缩机，另一头接上尼龙气嘴6，通过空气压缩机给尼龙气袋8内加压，压力为100pis；

(93)、将步骤(8)模具放置于热压成型机的工作台上，并将热压成型机合模，对步骤(8)模具加压10Mpa的压力，固化120min。

在本实施例中，步骤(3)脱模剂为乐高NC-770脱模剂。

在本实施例中，步骤(5)碳纤维预浸料为东丽T300碳纤维原丝预浸料。

具体实施例2

与具体实施例基本相同，区别仅在于：

1、步骤(3)将经过剪裁的尼龙气袋8置于涂膜剂中浸泡时间为2小时；

2、步骤(9)热压成型包括以下步骤：

(91)、将热压成型机升温至128℃；

(92)、用钢制的气管一头接通空气压缩机，另一头接上尼龙气嘴6，通过空气压缩机给尼龙气袋8内加压，压力为99pis；

(93)、将步骤(8)模具放置于热压成型机的工作台上，并将热压成型机合模，对步骤(8)模具加压9.9Mpa的压力，固化123min。

具体实施例3

与具体实施例基本相同，区别仅在于：

1、1、步骤(3)将经过剪裁的尼龙气袋8置于涂膜剂中浸泡时间为3小时；

2、步骤(9)热压成型包括以下步骤：

(91)、将热压成型机升温至132℃；

(92)、用钢制的气管一头接通空气压缩机，另一头接上尼龙气嘴6，通过空气压缩机给尼龙气袋8内加压，压力为102pis；

(93)、将步骤(8)模具放置于热压成型机的工作台上，并将热压成型机合模，对步骤(8)模具加压10.1Mpa的压力，固化117min。

上面结合附图对本发明的实施方式做了详细说明。但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims

1.一种天线肋条的制造方法，包括以下步骤：

(2)、采用生硅胶和松木制备芯膜并去除所述芯膜上的毛刺；

(6)、从步骤(5)所述铺设碳纤维预浸料的所述预型体中抽出所述芯膜；

(9)、通过热压成型机对步骤(8)所述预留体热压成型；

2.如权利要求1所述的一种天线肋条的制造方法，其特征在于，步骤(1)所述的抛光包括如下步骤：

(a)、用320#油石对所述模具进行粗抛，去除毛边；

(b)、用600#油石对步骤(a)所述模具进行抛光；

(c)、用1000#油石对步骤(b)所述模具进行抛光；

(d)、用1500#油石岁步骤(c)所述模具进行抛光；

(e)、用3000#抛光膏配合羊毛抛光轮将步骤(d)所述模具抛成镜面。

3.如权利要求1所述的一种天线肋条的制造方法，其特征在于，步骤(9)所述热压成型包括以下步骤：

(91)将所述热压成型机升温至128～132℃；

(92)用钢制的气管一头接通空气压缩机，另一头接上尼龙气嘴，通过空气压缩机给尼龙气袋内加压，压力为99～102pis；

(93)将步骤(8)所述模具放置于所述热压成型机的工作台上，并将所述热压成型机合模，对步骤(8)所述模具加压9.9～10.1Mpa的压力，固化117～123min。

4.如权利要求1所述的一种天线肋条的制造方法，其特征在于，步骤(3)所述脱模剂为乐高NC-770脱模剂。

5.如权利要求1所述的一种天线肋条的制造方法，其特征在于，步骤(5)所述碳纤维预浸料为东丽T300碳纤维原丝预浸料。

6.如权利要求1所述的一种天线肋条的制造方法，其特征在于，步骤(7)所述的尼龙气嘴与所述尼龙气袋通过胶带缠绕固接。