CN112810181A - 一种无胶膜c型蜂窝夹层雷达罩及其制备装置、成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无胶膜C型蜂窝夹层雷达罩及其制备装置、成型方法,该雷达罩制备装置包括若干个挡边和主体成型模具，若干个挡边可拆卸式固设于所述主体成型模具的边缘部位，能够保证雷达罩安装端口的精确性和安装端的厚度，缩短后续安装调试时间等特点，同时还保证雷达罩成型后的顺利脱模，其次，基于该装置的成型方法所制成的雷达罩，通过成型过程预处理，可保证无胶膜夹芯结构的雷达罩的一次性共固化成型质量，可有效减少成型工序，提高生产效率，节约成本，并且相比于二次胶接方式具有较低胶接质量风险，并在成型过程中，采用预浸料进行制备，满足雷达罩的强度、刚度及电性能要求，并能节约材料成本。

Description

一种无胶膜C型蜂窝夹层雷达罩及其制备装置、成型方法

技术领域

本发明涉及复合材料成型技术领域，特别是涉及一种无胶膜C型蜂窝夹层雷达罩及其制备装置、成型方法。

背景技术

当前复合材料蜂窝夹层结构因其优越的力学性能和可设计型已广泛应用于航空航天领域。复合材料蜂窝夹层具有高比刚度度、比模量及优异的电性能大量运用于雷达罩系列产品。

近年来，随着对雷达罩的力学性能和电性能多重要求，C型蜂窝夹层结构成为一种即能有效保证雷达罩强度和刚度又能满足低介电损耗性能要求的优秀结构，是结构功能一体化设计和制造的经典实用案例。

蜂窝夹层结构工艺最初使用糊状胶，后来逐渐发展到各类胶膜，最后到无胶膜成型，结构的力学性能也大大提升。工艺方法有二次胶接、共胶接、以及共固化方法。针对复杂型面，已固化蒙皮与蜂窝型面匹配性很难达到要求，二次胶接方法的胶接面质量对雷达罩整体质量存在较大影响，且具有较大的胶接风险。而二次固化的方法工序较多，不利于成本控制，不利于雷达罩批量生产。

因此，发明人提供了一种无胶膜一次固化成型C型夹层结构雷达罩成型方法，以完成复杂的C型夹层结构雷达罩的制造，简化成型过程。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明实施例提供了一种无胶膜C型蜂窝夹层雷达罩及其制备装置、成型方法，通过预浸料以及制备装置，解决了具备复杂型面的雷达罩成型质量差，成型工艺复杂导致批量生产难，生产成本高的技术问题。

(2)技术方案

第一方面，本发明的实施例提出了一种无胶膜C型蜂窝夹层雷达罩，该雷达罩包括横向依次连接的实心区、过渡区和夹心区；其中，所述夹心区包括竖向依次连接的外蒙皮、外层蜂窝、中蒙皮、内层蜂窝和内蒙皮，且所述外蒙皮、中蒙皮和内蒙皮朝向实心区的一端和所述实心区连接。

进一步地(作为一种可选实施例、优选地等类似表述)，所述外蒙皮、中蒙皮和内蒙皮均采用低介电的玻璃布预浸料制成。

进一步地，所述实心区采用高强度玻璃布预浸料制成。

进一步地，所述外层蜂窝和所述内层蜂窝均采用Nomex纸蜂窝。

进一步地，所述过渡区采用发泡胶封装而成。

第二方面，提供了一种无胶膜C型蜂窝夹层雷达罩制备装置，该制备装置包括由主体成型模具以及若干个可拆卸式设置于主体成型模具边缘位置的挡边。

进一步地，所述主体成型模具的边缘位置开设有相应的定位孔。

进一步地，若干个所述挡边通过螺栓固设于主体成型模具边缘位置的定位孔。

第三方面，提供了一种采用第二方面的制备装置的成型方法，该方法包括：

步骤S1：制备前准备，即将主体成型模具和挡边进行清理，涂覆一定次数的脱模剂，待脱模剂晾干后，按照图纸在主体成型模具相应位置安装挡边；

步骤S2：制备材料的铺叠；

步骤S3：固化成型，将完成铺贴后的复合材料进行封装，封装后进行热压罐固化成型；

步骤S4：脱模，完成固化成型后首先将封装辅助材料去除，使用玻璃钢工具使罩体和模具分离并脱出。

进一步地，所述步骤S2的具体实施内容如下：

步骤1：外蒙皮铺叠，以挡边为边界，在主体成型模具内表面依次铺设高强度玻璃布预浸料和低介电的玻璃布预浸料，与挡边外边缘对齐，铺层完毕后，放置辅助材料，进行预压实处理；

步骤2：组装外层蜂窝，以主体成型模具内表面为贴模限制，依次铺设高强度玻璃布预浸料、发泡胶和Nomex纸蜂窝，以铺层实心边内边缘为裁剪边界，对Nomex纸蜂窝蜂窝缝合和裁剪，并进行预压实；

步骤3：中蒙皮铺叠，以挡边为边界，横向依次铺设高强度玻璃布预浸料和低介电的玻璃布预浸料，与挡边外边缘对齐，铺层完毕后，放置辅助材料，进行预压实处理；

步骤4：组装内层蜂窝，以主体成型模具内表面为贴模限制，横向依次铺设高强度玻璃布预浸料、发泡胶和Nomex纸蜂窝，以铺层实心边内边缘为裁剪边界，对Nomex纸蜂窝蜂窝缝合和裁剪，并进行预压实；

步骤5：内蒙皮铺叠，以挡边为边界，依次铺设高强度玻璃布预浸料和低介电的玻璃布预浸料，与挡边外边缘对齐，铺层完毕后，放置辅助材料，进行预压实处理。

进一步地，所述步骤S1中选用有机溶剂和无机溶剂分别对主体成型模具和挡边进行清理。

进一步地，所述步骤S1中涂覆脱模剂的次数为3次。

进一步地，所述步骤1、步骤3和步骤5中的辅助材料包括依次放置的隔离膜、透气毡、真空袋。

进一步地，所述步骤1、步骤3和步骤5中的预压实在抽真空条件下进行，所述预处理压力0～0.2MPa。

(3)有益效果

综上，本发明通过成型过程预处理，可保证无胶膜C型夹芯结构的雷达罩的一次性共固化成型质量，可有效减少成型工序，提高生产效率，节约成本，并且相比于二次胶接方式具有较低胶接质量风险，并在成型过程中，采用预浸料进行制备，满足雷达罩的强度、刚度及电性能要求，并能节约材料成本，此外，本发明挡边采用可拆卸式的连接方式固设于主体成型模具，能够保证雷达罩安装端口的精确性和安装端的厚度，缩短后续安装调试时间等特点，同时还保证雷达罩成型后的顺利脱模。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述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获得其他的附图。

图1是本发明实施例的一种无胶膜C型蜂窝夹层雷达罩的总体结构示意图。

图2是本发明实施例的一种无胶膜C型蜂窝夹层雷达罩制备装置结构示意图。

图中：

1-外蒙皮；2-外层蜂窝；3-中蒙皮；4-内层蜂窝；5-内蒙皮；6-夹芯区；7-过渡区；8-实心区；9-挡边；10-主体成型模具。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例，在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参照附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1是本发明实施例的一种无胶膜C型蜂窝夹层雷达罩的总体结构示意图，如图1所示，该雷达罩包括横向依次连接的实心区8、过渡区7和夹心区6；其中，所述夹心区6包括竖向依次连接的外蒙皮1、外层蜂窝2、中蒙皮3、内层蜂窝4和内蒙皮5，且所述外蒙皮1、中蒙皮3和内蒙皮5朝向实心区8的一端和所述实心区8连接。所述外蒙皮1、中蒙皮3和内蒙皮5均采用低介电的玻璃布预浸料制成，所述实心区8采用高强度玻璃布预浸料制成，所述外层蜂窝2和所述内层蜂窝4均采用Nomex纸蜂窝，值得注意的是，所述过渡区7采用发泡胶封装而成。

本发明通过采用预浸料进行制备，满足雷达罩的强度、刚度及电性能要求，并能节约材料成本。

图2是一种无胶膜C型蜂窝夹层雷达罩制备装置示意图。如图2所示，制备装置包括若干个挡边9和主体成型模具10，若干个挡边9可拆卸式固设于所述主体成型模具10的边缘部位，其中，所述主体成型模具10的边缘部位固设有若干个定位孔，若干个所述挡边9均通过螺栓固设于主体成型模具10的相应位置，即若干个所述挡边9和若干个所述定位孔一一对应，实现可拆卸，保证雷达罩成型后的顺利脱模；其次，保证雷达罩安装端口的精确性和安装端的厚度，缩短后续安装调试时间，具体缩短后期安装周期2/3。

第二方面，本发明还提供了一种无胶膜C型蜂窝夹层雷达罩成型方法，该方法采用第一方面的如图2所示的一种无胶膜C型蜂窝夹层雷达罩制备装备，包括以下步骤S1～步骤S4：

步骤S1，制备前准备；本步骤中，用棉丝分别蘸有机和无机溶剂对分块挡边9和主体成型模具10表面清理，去除油污等杂物，然后，涂覆3次的脱模剂，待脱模剂晾干后，按照图纸在主体成型模具相应位置安装挡边9。

步骤S2，制备材料的铺叠；本步骤中，具体实施内容如下：

步骤1：外蒙皮铺叠，以挡边为边界，在主体成型模具10内表面横向依次铺设高强度玻璃布预浸料和低介电的玻璃布预浸料，与挡边9外边缘对齐，铺层完毕后，放置辅助材料，进行抽真空预压实处理，所述预处理压力0～0.2MPa，其中，所述辅助材料包括依次放置的隔离膜、透气毡、真空袋；

步骤2：组装外层蜂窝，以主体成型模具10内表面为贴模限制，横向依次铺设高强度玻璃布预浸料、发泡胶和Nomex纸蜂窝，以铺层实心边内边缘为裁剪边界，对Nomex纸蜂窝蜂窝缝合和裁剪，并进行预压实；

步骤3：中蒙皮铺叠，以挡边9为边界，依次铺设高强度玻璃布预浸料和低介电的玻璃布预浸料，与挡边9外边缘对齐，铺层完毕后，放置辅助材料，进行抽真空预压实处理，所述预处理压力0～0.2MPa，其中，所述辅助材料包括依次放置的隔离膜、透气毡、真空袋；

步骤4：组装内层蜂窝，以主体成型模具10内表面为贴模限制，依次铺设高强度玻璃布预浸料、发泡胶和Nomex纸蜂窝，以铺层实心边内边缘为裁剪边界，对Nomex纸蜂窝蜂窝缝合和裁剪，并进行预压实；

步骤5：内蒙皮铺叠，以挡边9为边界，依次铺设高强度玻璃布预浸料和低介电的玻璃布预浸料，与挡边9外边缘对齐，铺层完毕后，放置辅助材料，进行预压实处理。

步骤S3，固化成型；本步骤中，将完成铺叠后的复合材料进行封装，封装后进行热压罐固化成型。

步骤S4，脱模；本步骤中，完成固化成型后首先将封装辅助材料去除，使用玻璃钢工具使罩体和模具分离并脱出。

需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。对于方法的实施例而言，相关之处可参见设备实施例的部分说明。本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不限制于本申请。在不脱离本发明的范围的情况下对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种无胶膜C型蜂窝夹层雷达罩，其特征在于，包括横向依次连接的实心区(8)、过渡区(7)和夹心区(6)；其中，所述夹心区(6)包括竖向依次连接的外蒙皮(1)、外层蜂窝(2)、中蒙皮(3)、内层蜂窝(4)和内蒙皮(5)，且所述外蒙皮(1)、中蒙皮(3)和内蒙皮(5)朝向实心区(8)的一端和所述实心区(8)连接。

2.根据权利要求1所述的一种无胶膜C型蜂窝夹层雷达罩，其特征在于，所述外蒙皮(1)、中蒙皮(3)和内蒙皮(5)均采用低介电的玻璃布预浸料制成。

3.根据权利要求2所述的一种无胶膜C型蜂窝夹层雷达罩，其特征在于，所述实心区(8)采用高强度玻璃布预浸料制成。

4.根据权利要求3所述的一种无胶膜C型蜂窝夹层雷达罩，其特征在于，所述外层蜂窝(2)和所述内层蜂窝(4)均采用Nomex纸蜂窝。

5.根据权利要求4所述的一种无胶膜C型蜂窝夹层雷达罩，其特征在于，所述过渡区(7)采用发泡胶封装而成。

6.基于权利要求1所述的一种无胶膜C型蜂窝夹层雷达罩的制备装置，其特征在于，包括若干个挡边(9)和主体成型模具(10)，若干个挡边(9)可拆卸式固设于所述主体成型模具(10)的边缘部位。

7.根据权利要求6所述的一种无胶膜C型蜂窝夹层雷达罩的制备装置，其特征在于，所述主体成型模具(10)的边缘部位固设有若干个定位孔。

8.根据权利要求7所述的一种无胶膜C型蜂窝夹层雷达罩的制备装置，其特征在于，若干个所述挡边(9)均通过螺栓固设于主体成型模具(10)的相应位置。

9.一种无胶膜C型蜂窝夹层雷达罩的制备方法，其特征在于，采用如权利要求6-8任一项所述的雷达罩的制备装置，所述方法包括：

S1：制备前准备，即将主体成型模具(10)和挡边(9)进行清理，涂覆一定次数的脱模剂，待脱模剂晾干后，按照图纸在主体成型模具(10)相应位置安装挡边(9)；

S2：制备材料的铺叠；

S3：固化成型，将完成铺叠后的复合材料进行封装，封装后进行热压罐固化成型；

S4：脱模，完成固化成型后首先将封装辅助材料去除，使用玻璃钢工具使罩体和模具分离并脱出。

10.一种无胶膜C型蜂窝夹层雷达罩的制备方法，其特征在于，所述步骤S2具体实施内容如下：

步骤1：外蒙皮铺叠，以挡边为边界，在主体成型模具(10)内表面横向依次铺设高强度玻璃布预浸料和低介电的玻璃布预浸料，与挡边(9)外边缘对齐，铺层完毕后，放置辅助材料，进行预压实处理；

步骤2：组装外层蜂窝，以主体成型模具(10)内表面为贴模限制，横向依次铺设高强度玻璃布预浸料、发泡胶和Nomex纸蜂窝，铺层实心边内边缘为裁剪边界，对Nomex纸蜂窝蜂窝缝合和裁剪，并进行预压实；

步骤3：中蒙皮铺叠，以挡边(9)为边界，横向依次铺设高强度玻璃布预浸料和低介电的玻璃布预浸料，与挡边(9)外边缘对齐，铺层完毕后，放置辅助材料，进行预压实处理；

步骤4：组装内层蜂窝，以主体成型模具(10)内表面为贴模限制，横向依次铺设高强度玻璃布预浸料、发泡胶和Nomex纸蜂窝，以铺层实心边内边缘为裁剪边界，对Nomex纸蜂窝蜂窝缝合和裁剪，并进行预压实；

步骤5：内蒙皮铺叠，以挡边(9)为边界，横向依次铺设高强度玻璃布预浸料和低介电的玻璃布预浸料，与挡边(9)外边缘对齐，铺层完毕后，放置辅助材料，进行预压实处理。

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