CN111016138A - 一种天线罩夹芯泡沫预制体制备方法 - Google Patents

一种天线罩夹芯泡沫预制体制备方法 Download PDF

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CN111016138A CN201911240605.7A CN201911240605A CN111016138A CN 111016138 A CN111016138 A CN 111016138A CN 201911240605 A CN201911240605 A CN 201911240605A CN 111016138 A CN111016138 A CN 111016138A
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Abstract

本发明公开一种天线罩夹芯泡沫预制体制备方法，按照天线罩夹芯泡沫预制体的分块设计对泡沫平板切割获得若干平板泡沫单元；随后将压塑模具加热至一定温度；将平板泡沫单元分别置于与其相对应的天线罩夹芯泡沫预制体分割块的压塑模具上，并将压塑模具合模；合模完成后将压塑模具加热到一定温度后保温一定时间，后停止加热并随模具冷却至室温，开模即得到泡沫压塑单元；对泡沫压塑单元周边进行加工获得单层泡沫预制体单元；将所有单层泡沫预制体单元拼组形成天线罩夹芯泡沫预制体。确保了有着复杂曲率型面的天线罩夹芯泡沫的随型；能够有效改进制备工艺，提高复杂型面天线罩的制备能力，同时增加了天线罩的整体与刚度，提升了天线罩的承载能力。

Description

一种天线罩夹芯泡沫预制体制备方法
技术领域
本发明涉及雷达天线罩技术领域，具体是一种天线罩夹芯泡沫预制体制备方法。
背景技术
天线罩又称为雷达天线罩，是保护天线免受自然环境影响的壳体结构，作为雷达系统的重要组成部分，其重要性在于为雷达天线提供全天候的工作环境，现广泛应用的有大型地面雷达罩、机载雷达罩、舰载雷达罩、导弹天线罩等。天线罩作为保护天线的电磁窗口，既要满足天线透波要求又要在所受载荷作用下，需保持稳定的、完整的状态，不发生有害变形和破坏，结构强度满足安全。
按罩壁横截面分类，天线罩可分为均匀单层、A夹层、B夹层、C夹层和多层结构。目前天线罩设计时，对于夹层结构型式的天线罩，其应用最广的夹层材料为纸蜂窝材料。纸蜂窝材料具备良好的电性能与力学性能，较轻的重量，但也存在一些缺点。相对于纸蜂窝材料的夹层结构，PMI(polymethacrylimide，聚甲基丙烯酰亚胺)泡沫夹层结构具有如下的优点：1、泡沫夹层结构吸湿率远低于蜂窝结构。2、泡沫芯层复合材料蒙皮与夹层材料之间粘结强度较蜂窝芯层复合材料高。3、泡沫芯层复合材料的冲击后压缩强度较蜂窝芯层复合材料高。4、泡沫芯层复合材料耐鸟撞击性能较蜂窝芯层复合材料优异。5、泡沫机加性能优于蜂窝。6、泡沫材料的电性能与力学性能各向同性，优于蜂窝材料的各项异性。但是现有技术中采用PMI泡沫在制备夹层结构型式的天线罩的过程中存在罩体层间缺陷较多、质量较差等问题。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种天线罩夹层泡沫预制体制备方法。
为实现上述目的，本发明提供一种天线罩夹层泡沫预制体制备方法，包括以下步骤：
步骤101，按照对天线罩夹芯泡沫预制体的分块设计对泡沫平板进行切割获得若干平板泡沫单元；
步骤102，清理压塑模具，随后将压塑模具加热至55℃～65℃；
步骤103，将步骤101中的平板泡沫单元分别置于与其对应的天线罩夹芯泡沫预制体分割块的压塑模具上，将压塑模具合模；
步骤104，合模完成后将压塑模具加热至160℃～190℃，保持4h～6h后停止加热，让压塑模具冷却，随后开模即得到泡沫压塑单元；
步骤105，对泡沫压塑单元周边进行加工获得呈多边形形状的单层泡沫预制体单元；
步骤106，将所有单层泡沫预制体单元拼组在天线罩成型模具内形成天线罩夹芯泡沫预制体。
进一步优选的，所述步骤106之后还包括：
步骤107，通过真空导入透波树脂材料完成所有所述单层泡沫预制体单元之间的粘结固化。
进一步优选的，在所述步骤106之后还包括：
步骤201，清理压槽模具，将压槽模具加热至55℃～65℃后将未切割的泡沫平板置于压槽模具上后合模；
步骤202，清合模完成后将压槽模具加热至140℃～160℃，保持2h～4h后停止加热，让压槽模具在室温下自然冷却至室温，随后开模即获得具有导流槽的泡沫平板；
步骤203，按照对下一层天线罩预制体的分块设计对具有导流槽的泡沫平板进行切割获得若干具有导流槽平板泡沫单元；
步骤204，将具有导流槽的平板泡沫单元分别置于与其对应的天线罩夹芯泡沫预制体的分割块的压塑模具上，将压塑模具合模；
步骤205，合模完成后将压塑模具加热至160℃～190℃，保持4h～6h后停止加热，让压塑模具在室温下自然冷却至室温，随后开模即得到具有导流槽的泡沫压塑单元；
步骤206，对具有导流槽的泡沫压塑单元周边进行加工获得呈多边形形状的单层且具有导流槽的泡沫预制体单元；
步骤207，将所有具有导流槽的单层泡沫预制体单元拼组在天线罩成型模具内位于步骤106中天线罩夹芯泡沫预制体的上方，形成下一层天线罩夹芯泡沫预制体；
步骤208，重复步骤201-207直至天线罩夹芯泡沫预制体的层数达到预定值。
进一步优选的，步骤106与步骤207中，天线罩夹芯泡沫预制体的拼组过程中，采用磁石与成型模具的磁力起到泡沫预制体单元定位固定作用。
进一步优选的，步骤207中还包括：通过真空导入透波树脂材料完成该层天线罩夹芯泡沫预制体中所有具有导流槽的单层泡沫预制体单元之间的粘结固化。
进一步优选的，步骤207中还包括：具有导流槽的单层泡沫预制体单元在天线罩成型模具内拼组时具有导流槽的一面朝下。
进一步优选的，步骤103中，所述将压塑模具合模具体为：
在压塑模具的上模未接触到泡沫平板之前，以10mm/s～20mm/s的速率将压塑模具合模，在压塑模具的上模即将接触到泡沫平板以及接触到泡沫平板以后，以1mm/s～5mm/s的速率将压塑模具合模，合模完成后压塑模具中下模与上模之间形成厚度为2mm～10mm的间距。
进一步优选的，步骤104中，所述将压塑模具加热至160℃～190℃，具体为：
将压塑模具以2℃/min～6℃/min的速率加热至160℃～190℃。
进一步优选的，步骤104中，所述让压塑模具冷却，具体为：
让压塑模具在室温下自然冷却至室温。
本发明提供一种天线罩夹芯泡沫预制体制备方法，通过该方法能够制备出单层或多层的天线罩夹芯泡沫预制体，进而直接应用在单层天线罩或多层天线罩的制备过程中；泡沫预制体的制备确保了有着复杂曲率型面的天线罩夹芯泡沫的随型；能够有效改进制备工艺，提高复杂型面天线罩的制备能力，避免了制备夹层结构型式的天线罩的过程中存在罩体层间缺陷较多、质量较差等问题，同时增加了天线罩的整体与刚度，提升了天线罩的承载能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施例中单层的天线罩夹芯泡沫预制体制备方法的流程示意图；
图2为本发明实施例中多层的天线罩夹芯泡沫预制体制备方法的流程示意图；
图3为本发明实施例中导流槽在天线罩夹芯泡沫预制体上的结构示意图；
图4为本发明实施例中压塑模具的结构示意图；
图5为本发明实施例中压槽模具的结构示意图。
附图标号说明：1-天线罩预制体、2-导流槽、31-第一上模、311-凸起面、32-第一下模、321-凹陷面、33-第一螺杆、41-第二上模、411-压条、42-第二下模、43-第二螺杆
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
如图1所示的一种天线罩夹芯泡沫预制体制备方法，包括以下步骤：
步骤101，按照对天线罩夹芯泡沫预制体的分块设计对泡沫平板进行切割获得若干平板泡沫单元，泡沫平板由聚甲基丙烯酰亚胺(PMI泡沫)制成，根据所需夹芯泡沫预制体的具体结构设计压塑模具；
步骤102，清理压塑模具，随后将压塑模具加热至55℃～65℃，优选为60℃；
步骤103，将步骤101中的平板泡沫单元分别置于与其对应的天线罩夹芯泡沫预制体分割块的压塑模具上，将压塑模具合模，其中压塑模具合模过程具体为：在压塑模具的上模未接触到泡沫之前，以10mm/s～20mm/s的速率将压塑模具合模，在压塑模具的上模即将接触到泡沫平板以及接触到泡沫平板以后，以1mm/s～5mm/s的速率将压塑模具合模，合模完成后压塑模具的下模与上模之间形成厚度为2mm～10mm的间距，厚度以天线罩夹芯泡沫厚度为依据。优选的，本实施例中为以在上模未接触到泡沫之前，以15mm/s的速率将压塑模具合模，在上模即将接触到泡沫以及接触到泡沫以后，以2mm/s的速率将压塑模具合模，合模完成后压塑模具中下模与上模之间形成厚度为4mm的间距；
步骤104，合模完成后将压塑模具加热至160℃～190℃，保持4h～6h后对压塑模具进行冷却处理，随后开模即得到泡沫压塑单元，具体的，将压塑模具以2℃/min～6℃/min的速率加热至160℃～190℃，保持4h～6h后在室温下让压塑模具自然冷却至室温，本实施例中优选的，将压塑模具以3℃/min的速率加热至160℃～190℃，保持5h后在室温下让压塑模具自然冷却至室温；
步骤105，对泡沫压塑单元周边进行加工获得呈多边形形状的单层泡沫预制体单元，其中，对泡沫压塑单元周边进行加工指的是对泡沫压塑单元周边的多于部分进行裁剪，可以采用机械切割或者激光切割等方式，其具体的裁剪路线则需根据天线罩预制体的分块设计而定，可以通过数控机床或其他方式来实现，本实施例中不做赘述；
步骤106，将所有单层泡沫预制体单元拼组在天线罩成型模具内形成天线罩夹芯泡沫预制体，其中，在天线罩夹芯泡沫预制体的拼组过程中，采用磁石与成型模具的磁力起到泡沫预制体单元定位固定作用；
步骤107，通过真空导入透波树脂材料完成所有所述单层泡沫预制体单元之间的粘结固化。
在步骤101-107完成单层结构的天线罩夹芯泡沫预制体制备后，可以直接应用于单层天线罩的制备中，也可以继续制备多层结构的天线罩夹芯泡沫预制体，参考图2，其过程为:
步骤201，清理压槽模具，将压槽模具加热至55℃～65℃后将未切割的泡沫平板置于压槽模具上后合模，其中压槽模具合模过程具体为：在压槽模具的上模未接触到泡沫之前，以10mm/s～20mm/s的速率将压塑模具合模，在压槽模具的上模即将接触到泡沫以及接触到泡沫以后，以1mm/s～5mm/s的速率将压塑模具合模，合模完成后压塑模具中下模与上模之间形成厚度为2mm～10mm的间距。优选的，本实施例中，在压槽模具的上模未接触到泡沫之前，以15mm/s的速率将压塑模具合模，在压槽模具的上模即将接触到泡沫以及接触到泡沫以后，以3mm/s的速率将压塑模具合模，合模完成后压塑模具的下模与上模之间形成厚度为4mm的间距；
步骤202，合模完成后将压槽模具加热至140℃～160℃，保持2h～3h后对压槽模具进行冷却处理，随后开模即获得若干具有导流槽的泡沫平板，具体的，将压槽模具以4℃/min的速率加热至150℃，保持2.5h后让压槽模具在室温下自然冷却至室温；
步骤203，按照对下一层天线罩预制体的分块设计对具有导流槽的泡沫平板进行切割获得若干具有导流槽平板泡沫单元；
步骤204，将具有导流槽的平板泡沫单元分别置于与其对应的天线罩夹芯泡沫预制体的分割块的压塑模具上，将压塑模具合模，其过程与步骤103相同；
步骤205，合模完成后将压塑模具加热至160℃～190℃，保持4h～6h后停止加热，让压塑模具在室温下自然冷却至室温，随后开模即得到具有导流槽的泡沫压塑单元，其过程与步骤104相同；
步骤206，对具有导流槽的泡沫压塑单元周边进行加工获得呈多边形形状的单层且具有导流槽的泡沫预制体单元；
步骤207，将所有具有导流槽的单层泡沫预制体单元拼组在天线罩成型模具内位于步骤106中天线罩夹芯泡沫预制体的上方，形成下一层天线罩夹芯泡沫预制体，通过真空填充透波树脂材料完成该层天线罩夹芯泡沫预制体中所有具有导流槽的单层泡沫预制体单元之间的粘结固化，其中，具有导流槽的单层泡沫预制体单元拼组在天线罩成型模具内时具有导流槽的一面朝下，便于该层天线罩预制体与上层预制体之间树脂的流动，使得相邻天线罩预制体之间连接更加稳固，天线罩夹芯泡沫预制体的拼组过程中，采用磁石与成型模具的磁力起到泡沫预制体单元定位固定作用；
步骤208，重复步骤201-207直至天线罩夹芯泡沫预制体的层数达到预定值。
本实施例中，导流槽2在天线罩预制体1上可以是螺旋结构，也可以是纵横交叉的井字结构，即如图3所示。
参考图4，所设计的压塑模具包括第一上模31与第一下模32；第一下模32上设有与泡沫预制体凸面对应的凹陷面321，第一上模31上设有与泡沫预制体凹面对应的凸起面311；第一上模31滑动连接在第一下模32的正上方且凸起面朝向凹陷面，压塑模具根据第一上模31的滑动实现合模和开模。具体的，第一上模31与第一下模32通过第一螺杆33连接，第一螺杆33的数量为两个且对称设在下摸32上位于凹陷面321的两侧，第一螺杆33的下端与第一下模32转动相连，第一螺杆33的上端与第一上模31螺纹相连；转动第一螺杆33时，第一上模31即能沿第一螺杆33滑动，而第一下模32相对固定，进而实现压塑模具的合模与开模。其中，第一上模31与第一下模32上均设有并未图示的加热组件，本实施例中的加热组件为电磁线圈或电热棒，采用加热组件与模具进行加热属于常规手段，因此本实施例中不做赘述。步骤103中的合模速度指的是第一上模与第一下模之间的相对速度，即第一下模固定时第一上模的移动速度。
参考图5，压槽模具压槽包括第二上模41与第二下模42，第二下模42的顶部为平面结构，第二上模41的底部设有若干纵横交错的压条411；所述第二上模41滑动连接在第二下模42的正上方且压条411朝向第二下模42的顶面，压槽模具根据第二上模41的滑动实现合模和开模。具体的，第二上模41与第二下模42通过第二螺杆43连接，第二螺杆43的数量为两个且对称设在第二下摸42的两侧，第二螺杆43的下端与第二下模42转动相连，第二螺杆43的上端与第二上模41螺纹相连；转动第二螺杆43时，第二上模41即能沿第二螺杆43滑动，而第二下模42相对固定，进而实现压槽模具的合模与开模。其中，第二上模41与第二下模42上均设有并未图示的加热组件，本实施例中的加热组件为电磁线圈或电热棒，采用加热组件与模具进行加热属于常规手段，因此本实施例中不做赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种天线罩夹芯泡沫预制体制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤101，按照对天线罩夹芯泡沫预制体的分块设计对泡沫平板进行切割获得若干平板泡沫单元；
步骤102，清理压塑模具，随后将压塑模具加热至55℃～65℃；
步骤103，将步骤101中的平板泡沫单元分别置于与其对应的天线罩夹芯泡沫预制体分割块的压塑模具上，将压塑模具合模；
步骤104，合模完成后将压塑模具加热至160℃～190℃，保持4h～6h后停止加热，让压塑模具冷却，随后开模即得到泡沫压塑单元；
步骤105，对泡沫压塑单元周边进行加工获得呈多边形形状的单层泡沫预制体单元；
步骤106，将所有单层泡沫预制体单元拼组在天线罩成型模具内形成天线罩夹芯泡沫预制体。
2.根据权利要求1所述天线罩夹芯泡沫预制体制备方法，其特征在于，所述步骤106之后还包括：
步骤107，通过真空导入透波树脂材料完成所有所述单层泡沫预制体单元之间的粘结固化。
3.根据权利要求1所述天线罩夹芯泡沫预制体制备方法，其特征在于，在所述步骤106之后还包括：
步骤201，清理压槽模具，将压槽模具加热至55℃～65℃后将未切割的泡沫平板置于压槽模具上后合模；
步骤202，合模完成后将压槽模具加热至140℃～160℃，保持2h～3h后停止加热，让压槽模具在室温下自然冷却至室温，随后开模即获得具有导流槽的泡沫平板；
步骤203，按照对下一层天线罩预制体的分块设计对具有导流槽的泡沫平板进行切割获得若干具有导流槽平板泡沫单元；
步骤204，将具有导流槽的平板泡沫单元分别置于与其对应的天线罩夹芯泡沫预制体的分割块的压塑模具上，将压塑模具合模；
步骤205，合模完成后将压塑模具加热至160℃～190℃，保持4h～6h后停止加热，让压塑模具在室温下自然冷却至室温，随后开模即得到具有导流槽的泡沫压塑单元；
步骤206，对具有导流槽的泡沫压塑单元周边进行加工获得呈多边形形状的单层且具有导流槽的泡沫预制体单元；
步骤207，将所有具有导流槽的单层泡沫预制体单元拼组在天线罩成型模具内位于步骤106中天线罩夹芯泡沫预制体的上方，形成下一层天线罩夹芯泡沫预制体；
步骤208，重复步骤201-207直至天线罩夹芯泡沫预制体的层数达到预定值。
4.根据权利要求3所述天线罩夹芯泡沫预制体制备方法，其特征在于，步骤207中还包括：通过真空导入透波树脂材料完成该层天线罩夹芯泡沫预制体中所有具有导流槽的单层泡沫预制体单元之间的粘结固化。
5.根据权利要求3所述天线罩夹芯泡沫预制体制备方法，其特征在于，步骤207中还包括：具有导流槽的单层泡沫预制体单元在天线罩成型模具内拼组时具有导流槽的一面朝下。
6.根据权利要求3所述天线罩夹芯泡沫预制体制备方法，其特征在于，步骤106与步骤207中，天线罩夹芯泡沫预制体的拼组过程中，采用磁石与成型模具的磁力起到泡沫预制体单元定位固定作用。
7.根据权利要求1至6任一项所述天线罩夹芯泡沫预制体制备方法，其特征在于，步骤103中，所述将压塑模具合模具体为：
在压塑模具的上模未接触到泡沫平板之前，以10mm/s～20mm/s的速率将压塑模具合模，在压塑模具的上模即将接触到泡沫平板以及接触到泡沫平板以后，以1mm/s～5mm/s的速率将压塑模具合模，合模完成后压塑模具的下模与上模之间形成厚度为2mm～10mm的间距。
8.根据权利要求1至6任一项所述天线罩夹芯泡沫预制体制备方法，其特征在于，步骤104中，所述将压塑模具加热至160℃～190℃，具体为：
将压塑模具以2℃/min～6℃/min的速率加热至160℃～190℃。
9.根据权利要求1至6任一项所述天线罩夹芯泡沫预制体制备方法，其特征在于，步骤104中，所述让压塑模具冷却，具体为：让压塑模具在室温下自然冷却至室温。
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