CN106739043A - Pmi泡沫夹层飞机雷达罩及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种PMI泡沫夹层飞机雷达罩,包括凹面罩体和法兰环,凹面罩体和法兰环是由蒙皮层、罩体粘接层和PMI泡沫夹心层构成。其制造方法包括法兰泡沫坯件铣切成型、罩体PMI泡沫坯件分块成型、蒙皮粘接成型固化等工艺步骤。本发明产品具有重量轻、刚度好、信号稳定的优点,完全能满足设计所需的电性能、力学性能和耐环境性能测试指标要求。本发明的PMI泡沫夹层分块成型工艺,平板泡沫热成型弯曲后,泡沫厚度变化量小,最大限度满足了雷达罩的电性能要求,有效杜绝了整体成型工艺成型后泡沫密度和厚度变化量大,进而导致的透波性能变差的问题。
Description
技术领域
一种本发明涉及一种飞机雷达罩及其制造方法,尤其是涉及一种聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫夹层雷达罩及其制造方法。
背景技术
飞机雷达罩通常采用单层薄壁玻璃纤维复合材料、蜂窝夹层玻璃纤维复合材料。单层薄壁玻璃纤维复合材料雷达罩重量大、易变形;蜂窝夹层玻璃纤维复合材料由于蜂窝的各向异性,在信号大角度入射时信号变差。
中国专利201610251585 .3名称为《一种薄壁泡沫夹层结构复合材料天线罩制备方法》中公布了一种泡沫夹层结构天线罩制造方法。其中泡沫层采用整块泡沫加工,浪费了90%以上的材料,且加工时间长,成本高,不利于批量生产。
中国专利200510021884.X 名称为《PMI泡沫夹层结构的热成型方法》专利中公开了一种PMI泡沫热成型方法。该方法主要包括采用真空袋/烘箱或真空袋/热压罐成型技术。但是用整块PMI泡沫平板热成型凹面雷达罩,其泡沫夹层成型加工难度大、易破损,次品率高,且成型后泡沫密度和厚度变化,使透波性能变差。如何解决PMI泡沫夹层结构天线罩制备的加工困难的难题,是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明要解决的问题在于提供一种PMI泡沫夹层飞机雷达罩。
本发明采用如下技术方案,包括:凹面罩体和法兰环,所述凹面罩体由蒙皮层、罩体粘接层和第一夹心层构成,蒙皮层包括上蒙皮和下蒙皮,所述蒙皮层采用玻璃纤维预浸料,所述第一夹心层采用PMI泡沫;所述法兰环由法兰蒙皮层、法兰粘接层和第二夹心层构成,所述法兰蒙皮层采用玻璃纤维预浸料,所述法兰粘接层采用环氧胶膜,所述第二夹心层采用PMI泡沫,所述法兰环是径向截面成三角形的环状体,所述法兰环设有与凹面罩体的上端边口相匹配的粘接面;所述法兰环的粘接面与凹面罩体的上端边口相粘接。
一种改进是,所述法兰环以预埋方式设置有金属连接件。
本发明要解决的另一个问题在于提供一种PMI泡沫夹层飞机雷达罩的制造方法。
一种PMI泡沫夹层飞机雷达罩的制造方法,包括如下步骤:
步骤1、材料和模具准备:备好玻璃纤维预浸料、PMI泡沫、环氧胶膜、罩体成型模具、法兰环成型模具,泡沫裁切模具;
步骤2、法兰环的加工:常规法铣切加工成法兰泡沫坯件,在法兰泡沫坯件的三个对应表面依次包覆环氧胶膜、玻璃纤维预浸料裁切片,放入法兰成型模具,再铺设带孔隔离膜、真空袋膜,抽真空加热固化,固化温度120℃-150℃,然后脱模,备用;
步骤3、第一夹心层的加工:a、根据凹面罩体整体尺寸,采用分块成型法裁切数片长条形的第一夹心层泡沫坯件,备用;b、选取1片第一夹心层泡沫坯件,将其铺设到罩体成型模具上对应的区域,铺设带孔隔离膜、透气毡、真空袋膜,抽真空加热成型,加热温度190-205℃,固化时间1小时,待罩体成型模具温度冷却至50℃以下脱模;重复本步骤,完成各片第一夹心层泡沫坯件的成型;c、在泡沫裁切模具上将各片第一夹心层泡沫坯件裁切为设计尺寸;
步骤4、上蒙皮和下蒙皮的裁切:根据凹面罩体整体尺寸,用玻璃纤维预浸料裁切好上蒙皮和下蒙皮;
步骤5、凹面罩体的成型固化:在罩体成型模具上依照对应的区域依次铺设下蒙皮、环氧胶膜、第一夹心层泡沫坯件、环氧胶膜、上蒙皮,再铺设带孔隔离膜、透气毡、真空袋膜,抽真空加热固化,固化温度120℃-150℃;
步骤6、法兰环的粘接:在凹面罩体的上端边口铺设环氧胶膜,将法兰环的粘接面压覆在凹面罩体的上端边口上,用压模压实,加热固化,固化温度120℃-150℃。
本发明制成的PMI泡沫夹层飞机雷达罩,具有重量轻、刚度好、信号稳定的优点,完全能满足设计所需的电性能、力学性能和耐环境性能测试指标要求。本发明采用PMI泡沫夹层分块成型工艺,平板泡沫热成型弯曲后,泡沫厚度变化量小,最大限度满足了雷达罩的电性能要求,有效杜绝了整体成型工艺成型后泡沫密度和厚度变化量大,进而导致的透波性能变差的问题。
附图说明
图1是第一夹心层泡沫坯件分块成型原理示意图。
图2是法兰环剖视结构(含法兰环成型模具)示意图。
图3是凹面罩体剖视结构(含罩体成型模具)示意图。
图4是PMI泡沫夹层飞机雷达罩装配结构示意图。
图中:凹面罩体1,法兰环2,蒙皮层3,第一夹心层4,第二夹心层5,粘接面6,罩体成型模具7,压模8,法兰蒙皮层9,罩体粘接层10,法兰粘接层11,法兰环成型模具12,上蒙皮31,下蒙皮32。
具体实施方式
实施例1
如图1至图4所示,本发明一种实施例包括:凹面罩体1和法兰环2,所述凹面罩体1由蒙皮层3、罩体粘接层10和第一夹心层4构成,蒙皮层3包括上蒙皮31和下蒙皮32,所述蒙皮层3采用玻璃纤维预浸料,所述第一夹心层4采用PMI泡沫;所述法兰环2由法兰蒙皮9、法兰粘接层11和第二夹心层5构成,所述法兰蒙皮层9采用玻璃纤维预浸料,所述法兰粘接层11采用环氧胶膜,所述第二夹心层5采用PMI泡沫,所述法兰环2是径向截面成三角形的环状体,所述法兰环2设有与凹面罩体1的上端边口相匹配的粘接面6;所述法兰环2的粘接面6与凹面罩体1的上端边口相粘接。
一种PMI泡沫夹层飞机雷达罩的制造方法,包括如下步骤:
步骤1、材料和模具准备:备好玻璃纤维预浸料、PMI泡沫、环氧胶膜、罩体成型模具7、法兰环成型模具12,泡沫裁切模具,模具材料选用ZG35材料;
步骤2、法兰环的加工:采用数控铣床铣切加工成法兰泡沫坯件,在法兰泡沫坯件的三个对应表面依次包覆环氧胶膜、玻璃纤维预浸料裁切片,放入法兰环成型模具12,再铺设带孔隔离膜、真空袋膜,抽真空加热固化,固化温度135℃-145℃,然后脱模,备用;
步骤3、第一夹心层的加工:a、根据凹面罩体1整体尺寸,采用分块成型法裁切数片长条形的第一夹心层泡沫坯件,备用;b、选取1片第一夹心层泡沫坯件,将其铺设到罩体成型模具7上对应的区域,铺设带孔隔离膜、透气毡、真空袋膜,抽真空加热成型,加热温度190-205℃,固化时间1小时,待罩体成型模具7温度冷却至50℃以下脱模;重复本步骤,完成各片第一夹心层泡沫坯件的成型;c、在泡沫裁切模具上将各片第一夹心层泡沫坯件裁切为设计尺寸;
步骤4、上蒙皮31和下蒙皮32的裁切:根据凹面罩体1整体尺寸,用玻璃纤维预浸料裁切好上蒙皮31和下蒙皮32;
步骤5、凹面罩体1的成型固化:在罩体成型模具7上依照对应的区域依次铺设下蒙皮32、环氧胶膜、第一夹心层泡沫坯件、环氧胶膜、上蒙皮31,再铺设带孔隔离膜、透气毡、真空袋膜,抽真空加热固化,固化温度130℃-140℃;
步骤6、法兰环2的粘接:在凹面罩体1的上端边口铺设环氧胶膜,将法兰环2的粘接面6压覆在凹面罩体1的上端边口上,用压模8压实,加热固化,固化温度120℃-130℃。
实施例2
如图1至图4所示,本发明第二种实施例的产品同实施例1。考虑到产品与飞机机身的连接,本实施例产品增设了预埋金属连接件,产品整体加工完成后,金属联接件上可钻孔攻丝。
一种PMI泡沫夹层飞机雷达罩的制造方法,包括如下步骤:
步骤1、材料和模具准备:备好玻璃纤维预浸料、PMI泡沫、环氧胶膜、罩体成型模具7、法兰环成型模具12,泡沫裁切模具,模具材料选用ZG35材料;
步骤2、法兰环的加工:常规法铣切加工成法兰泡沫坯件,考虑到本产品与飞机机身的连接,需预埋金属连接件,本实施例增加如下步骤环节:在法兰泡沫坯件上需要预埋金属连接件的位置开槽,将金属连接件的埋入部包覆环氧胶膜放入槽口内;然后在法兰泡沫坯件的三个对应表面依次包覆环氧胶膜、玻璃纤维预浸料裁切片,放入法兰成型模具12,再铺设带孔隔离膜、真空袋膜,抽真空加热固化,固化温度120℃-150℃,然后脱模,备用;
步骤3、第一夹心层的加工:a、根据凹面罩体1整体尺寸,采用分块成型法裁切数片长条形的第一夹心层泡沫坯件,备用;b、选取1片第一夹心层泡沫坯件,将其铺设到罩体成型模具7上对应的区域,铺设带孔隔离膜、透气毡、真空袋膜,抽真空加热成型,加热温度190-205℃,固化时间1小时,待罩体成型模具7温度冷却至50℃以下脱模;重复本步骤,完成各片第一夹心层泡沫坯件的成型;c、在泡沫裁切模具上将各片第一夹心层泡沫坯件裁切为设计尺寸;
步骤4、上蒙皮31和下蒙皮32的裁切:根据凹面罩体1整体尺寸,用玻璃纤维预浸料裁切好上蒙皮31和下蒙皮32;
步骤5、凹面罩体1的成型固化:在罩体成型模具7上依照对应的区域依次铺设下蒙皮32、环氧胶膜、第一夹心层泡沫坯件、环氧胶膜、上蒙皮31,再铺设带孔隔离膜、透气毡、真空袋膜,抽真空加热固化,固化温度120℃-150℃;
步骤6、法兰环2的粘接:在凹面罩体1的上端边口铺设环氧胶膜,将法兰环2的粘接面6压覆在凹面罩体1的上端边口上,用压模8压实,加热固化,固化温度120℃-150℃。
本发明不局限于上述实施例的具体结构,其加工方法也不限于上述具体方法步骤,其它同类结构和同类方法的等效变换均落入本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种PMI泡沫夹层飞机雷达罩,其特征在于包括:凹面罩体和法兰环;所述凹面罩体由蒙皮层、罩体粘接层和第一夹心层构成,蒙皮层包括上蒙皮和下蒙皮,所述蒙皮层采用玻璃纤维预浸料,所述第一夹心层采用PMI泡沫;所述法兰环由法兰蒙皮层、法兰粘接层和第二夹心层构成,所述法兰蒙皮层采用玻璃纤维预浸料,所述法兰粘接层采用环氧胶膜,所述第二夹心层采用PMI泡沫,所述法兰环是径向截面成三角形的环状体,所述法兰环设有与凹面罩体的上端边口相匹配的粘接面;所述法兰环的粘接面与凹面罩体的上端边口相粘接。
2.根据权利要求1所述的一种PMI泡沫夹层飞机雷达罩,其特征在于:所述法兰环以预埋方式设置有金属连接件。
3.一种如权利要求1所述的PMI泡沫夹层飞机雷达罩的制造方法,包括如下步骤:
步骤1、材料和模具准备:备好玻璃纤维预浸料、PMI泡沫、环氧胶膜、罩体成型模具、法兰环成型模具、泡沫裁切模具;
步骤2、法兰环的加工:常规法铣切加工成法兰泡沫坯件,在法兰泡沫坯件的三个对应表面依次包覆环氧胶膜、玻璃纤维预浸料裁切片,放入法兰成型模具,再铺设带孔隔离膜、真空袋膜,抽真空加热固化,固化温度120℃-150℃,然后脱模,备用;
步骤3、第一夹心层的加工:a、根据凹面罩体整体尺寸,采用分块成型法裁切数片长条形的第一夹心层泡沫坯件,备用;b、选取1片第一夹心层泡沫坯件,将其铺设到罩体成型模具上对应的区域,铺设带孔隔离膜、透气毡、真空袋膜,抽真空加热成型,加热温度190-205℃,固化时间1小时,待罩体成型模具温度冷却至50℃以下脱模;重复本步骤,完成各片第一夹心层泡沫坯件的成型;c、在泡沫裁切模具上将各片第一夹心层泡沫坯件裁切为设计尺寸;
步骤4、上蒙皮和下蒙皮的裁切:根据凹面罩体整体尺寸,用玻璃纤维预浸料裁切好上蒙皮和下蒙皮;
步骤5、凹面罩体的成型固化:在罩体成型模具上依照对应的区域依次铺设下蒙皮、环氧胶膜、第一夹心层泡沫坯件、环氧胶膜、上蒙皮,再铺设带孔隔离膜、透气毡、真空袋膜,抽真空加热固化,固化温度120℃-150℃;
步骤6、法兰环的粘接:在凹面罩体的上端边口铺设环氧胶膜,将法兰环的粘接面压覆在凹面罩体的上端边口上,用压模压实,加热固化,固化温度120℃-150℃。
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