CN107117318B - 一种防/除冰复合材料功能单元的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于飞机防/除冰技术领域，特别涉及一种飞机前缘防/除冰复合材料功能单元的制备方法。解决了飞机上各部件连接可靠性高、维护性好的防/除冰复合材料功能单元结构如何制备的技术问题。本方法实施方便,包括四个步骤,利用了喷砂粗化处理、热喷涂工艺以及粘性硅胶带等方法。

Description

一种防/除冰复合材料功能单元的制备方法
技术领域
本发明属于飞机防/除冰技术领域，特别涉及一种飞机前缘防/除冰复合材料功能单元的制备方法。
背景技术
飞机在飞行过程中，在遇到结冰云层时，机翼前缘、机头、发动机进气道、螺旋桨、机身外传感器等迎风面可能结冰，导致操作稳定性下降、仪器/仪表指示异常等，飞机表面结冰后会阻碍空气的流动，增大摩擦力并减少升力，尤其是机翼上的冰，会扰乱飞机的平衡，造成尾翼失速，影响飞行安全，严重时可导致机毁人亡。为了保证飞机在结冰条件下的飞行安全，飞机多设计有防冰/除冰系统，尤其是民用飞机均装备有防冰/除冰系统。
飞机机翼前缘防冰/除冰系统多采用电加热方式，近年来，伴随着多电/全电飞机的发展，促进了电防冰系统在飞机上的应用。导线作为电热防除冰方式中供电和传递数据的载体，起着关键作用。传统的电热防/除冰功能单元包括橡胶、导线和金属加热片，导线与金属加热片一起埋入橡胶内部，然后粘接在金属蒙皮内侧，该技术方案存在以下不足：导线与橡胶连接结合强度低、结构强度低、可靠性差、生产过程复杂，不易维修和维护，且不能形成集成化单元。
发明内容
本发明解决的技术问题为：提供一种便于操作、各部件连接可靠性高的防/除冰复合材料功能单元的制备方法。
本发明的技术方案为：本发明提供一种防/除冰复合材料功能单元的制备方法，所述的方法包括如下步骤：
1.通过复合材料成型工艺在基体上形成复合材料层并在基体和复合材料层上开孔，并在所开孔中设置预留供电线缆孔位；
2.对复合材料层表面进行喷砂粗化处理，在粗化后的表面覆盖膜状物进行遮盖，遮盖的同时保留部分表面裸露，再利用热喷涂工艺将导电金属粉末均匀喷涂在裸露的粗化表面形成均匀涂层，最后去除膜状物，形成具有导电金属线路的导线层，将供电线缆设置在预留的供电线缆孔中并与导线层的导电金属线路电连接；
3.通过复合材料成型工艺在导线层上形成复合材料层，并在复合材料层上预留出供电线缆孔；对复合材料层表面进行喷砂粗化处理，在粗化后的表面覆盖膜状物进行遮盖，遮盖的同时保留部分表面裸露，再利用热喷涂工艺将电热材料粉末均匀喷涂在裸露的粗化表面形成均匀涂层，最后去除膜状物，形成具有至少一个电热线或电热片的电热层；将供电线缆设置在预留的供电线缆孔中，并同时与导线层的导电金属线路、电热层的电热线或电热片电连接；
4.通过复合材料成型工艺在电热层上形成复合材料层。
进一步的，所述的基体为飞机前缘。
进一步的，步骤2中导电金属线路的宽度为5～10mm。
进一步的，步骤2和3中的膜状物为粘性硅胶带。
进一步的，步骤3中，电热线或电热片之间的间距为5mm～12mm。
进一步的，步骤3中，电热线或电热片的宽度为5mm～12mm。
由上述的方法获得的一种多层结构包括电热层、上复合材料层、导线层、下复合材料层、基体以及供电线缆；
电热层与导线层中间为上复合材料层，导线层与基体之间为下复合材料层；上、下复合材料层均为碳纤维和/或玻璃纤维复合材料；所述供电线缆包括两段，第一段供电线缆穿过基体和下复合材料层与导线层的触点电连接，第二段供电线缆贯穿上复合材料层分别与导线层的触点、电热层的触点点连接。
本发明的有益效果为：与现有技术相比，本发明采用金属热喷涂工艺在复合材料表面形成电热层，并且单独制备一层导线层，再通过复合材料成型工艺集成为一体，该工艺操作简单、产品可靠性高，防/除冰效果良好。
附图说明
图1为本发明的复合材料功能单元结构示意图；
图2为膜状物与电热线或电热片的分布示意图：
其中：1-电热层、2-导线层、3-供电线缆、4-基体、5-玻璃纤维层、6-碳纤维层、7-电加热片、8-膜状物。
具体实施方式
本发明提供一种防/除冰复合材料功能单元的制备方法，所述的方法包括如下步骤：
1.如图1和2所示，通过复合材料成型工艺在基体上形成复合材料层并在基体和复合材料层上开孔，并在所开孔中设置预留供电线缆孔位。
2.对复合材料层表面进行喷砂粗化处理，在粗化后的表面覆盖膜状物进行遮盖，遮盖的同时保留部分表面裸露，再利用热喷涂工艺将导电金属粉末均匀喷涂在裸露的粗化表面形成均匀涂层，最后去除膜状物，形成具有导电金属线路的导线层，将供电线缆设置在预留的供电线缆孔中并与导线层的导电金属线路电连接；
3.通过复合材料成型工艺在导线层上形成复合材料层，并在复合材料层上预留出供电线缆孔；对复合材料层表面进行喷砂粗化处理，在粗化后的表面覆盖膜状物进行遮盖，遮盖的同时保留部分表面裸露，再利用热喷涂工艺将电热材料粉末均匀喷涂在裸露的粗化表面形成均匀涂层，最后去除膜状物，形成具有至少一个电热线或电热片的电热层；将供电线缆设置在预留的供电线缆孔中，并同时与导线层的导电金属线路、电热层的电热线或电热片电连接；
4.通过复合材料成型工艺在电热层上形成复合材料层。
进一步的，所述的基体为飞机前缘。
进一步的，步骤2中导电金属线路的宽度为5～10mm。
进一步的，步骤2和3中的膜状物为粘性硅胶带。
进一步的，步骤3中，电热线或电热片之间的间距为5mm～12mm。
进一步的，步骤3中，电热线或电热片的宽度为5mm～12mm。

Claims (6)

1.一种防/除冰复合材料功能单元的制备方法，所述的方法包括如下步骤：
步骤1、通过复合材料成型工艺在基体上形成复合材料层并在基体和复合材料层上开孔，并在所开的孔中设置预留供电线缆孔位；
步骤2、对复合材料层表面进行喷砂粗化处理，在粗化后的表面覆盖膜状物进行遮盖，遮盖的同时保留部分表面裸露，再利用热喷涂工艺将导电金属粉末均匀喷涂在裸露的粗化表面形成均匀涂层，最后去除膜状物，形成具有导电金属线路的导线层，将供电线缆设置在预留的供电线缆孔中并与导线层的导电金属线路电连接；
步骤3、通过复合材料成型工艺在导线层上形成复合材料层，并在复合材料层上预留出供电线缆孔；对复合材料层表面进行喷砂粗化处理，在粗化后的表面覆盖膜状物进行遮盖，遮盖的同时保留部分表面裸露，再利用热喷涂工艺将电热材料粉末均匀喷涂在裸露的粗化表面形成均匀涂层，最后去除膜状物，形成具有至少一个电热线或电热片的电热层；将供电线缆设置在预留的供电线缆孔中，并同时与导线层的导电金属线路、电热层的电热线或电热片电连接；
步骤4、通过复合材料成型工艺在电热层上形成复合材料层。
2.如权利要求1所述的一种防/除冰复合材料功能单元的制备方法，其特征在于：所述的基体为飞机前缘。
3.如权利要求1所述的一种防/除冰复合材料功能单元的制备方法，其特征在于：步骤2中导电金属线路的宽度为5～10mm。
4.如权利要求1所述的一种防/除冰复合材料功能单元的制备方法，其特征在于：步骤2和3中的膜状物为粘性硅胶带。
5.如权利要求1所述的一种防/除冰复合材料功能单元的制备方法，其特征在于：步骤3中，电热线或电热片之间的间距为5mm～12mm。
6.如权利要求1所述的一种防/除冰复合材料功能单元的制备方法，其特征在于：步骤3中，电热线或电热片的宽度为5mm～12mm。
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