CN113103628B - 低温成型复合材料夹芯结构天线背板中铝蜂窝封边方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温成型复合材料夹芯结构天线背板中铝蜂窝封边方法，其先对铝蜂窝芯材进行第一次发泡固化处理，使得铝蜂窝预制体其边缘具有支撑，碳纤维预浸料进行包边操作时不会导致铝蜂窝边缘挤压或者坍塌，可以保证产品侧边的成型质量，减少修补工作，制件只需简单处理后喷漆即可得到产品；随后再对铝蜂窝的预发泡位置进行二次涂刷发泡胶，进而可以填充铝蜂窝边缘与侧边碳纤维蒙皮之间的缝隙，可以依靠固化时发泡胶发泡膨胀的力将碳纤维与成型模具贴合牢靠，这样可以使得产品尺寸精准无误。解决了低温成型复合材料夹芯结构天线背板边缘成型质量差，产品尺寸具有偏差的问题。

Description

低温成型复合材料夹芯结构天线背板中铝蜂窝封边方法

技术领域

本发明涉及复合材料成型技术领域，具体是一种低温成型复合材料夹芯结构天线背板中铝蜂窝封边方法。

背景技术

随着复合材料的运用日趋成熟，天线背板也越来越多的采用复合材料来制作，现有状况下天线背板结构多为碳纤维预浸料层压板结构或者碳纤维预浸料泡沫夹芯结构。碳纤维预浸料铝蜂窝夹芯结构天线背板比碳纤维预浸料层压板结构天线背板的重量更轻；比碳纤维预浸料泡沫夹芯结构天线背板具有更高的弯曲强度和剪切强度，性能更优越。但是铝蜂窝需要进行封边处理，相当于给铝蜂窝增加一个框架，无框架支撑的铝蜂窝芯支撑面板的强度不够，同时蜂窝边缘容易坍塌，进而造成结构破坏。

现有技术中，碳纤维预浸料铝蜂窝夹芯结构产品目前常用的封边方法有采用铝制框架与铝蜂窝边缘胶结封边，这样的方法相当于产品内部多了一层界面，对制造要求变高，同时存在质量隐患，对产品性能有一定影响，另外产品尺寸也无法精准控制。而采用发泡胶封边一次成型则可以减少界面，但低温糊状发泡胶填涂过程容易有漏涂的情况，同时铝蜂窝边缘强度低，碳纤维预浸料包边铺贴过程容易导致铝局部塌陷，造成产品边缘成型质量差，产品尺寸有偏差等问题。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种低温成型复合材料夹芯结构天线背板中铝蜂窝封边方法，基于发泡胶封边方法，通过调整发泡次数，增加框架模具的方法解决边缘成型质量差，产品尺寸有偏差的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种低温成型复合材料夹芯结构天线背板中铝蜂窝封边方法，包括如下步骤：

步骤1，在铝蜂窝芯材的边缘涂刷发泡胶；

步骤2，将涂刷发泡胶后的铝蜂窝芯材放置在预发泡模具的发泡槽中，并依次在铝蜂窝芯材上铺设脱模布、隔离膜、均压板、透气毡后进行真空袋压与第一次发泡固化，得到具有预发泡边缘的铝蜂窝预制体；

步骤3，在成型模具的成型槽中铺设下蒙皮，在铝蜂窝预制体的预发泡边缘涂刷发泡胶后将其放在下蒙皮上；

步骤4，将上蒙皮铺设在铝蜂窝预制体上，采用下蒙皮进行铝蜂窝预制体的包边并搭接到上蒙皮上；

步骤5，依次在上蒙皮上铺放脱模布、隔离膜、均压板、透气毡后进行真空袋压与第二次发泡固化，得到最终产品。

在其中一个实施例中，步骤2中，所述第一次发泡固化的过程为：

将铺设完成后的预发泡模具放入烘箱，将烘箱温度以1~3℃/min的升温速率从室温升至60~70℃后保温1.5~3小时，随后自然降温至室温后拆袋脱模，得到具有预发泡边缘的铝蜂窝预制体。

在其中一个实施例中，步骤3中，所述在成型模具的成型槽中铺设下蒙皮，具体为：

清洁成型模具并涂覆脱模剂，然后在成型槽中铺设下蒙皮，铺设完成后对成型模具进行10~20min的真空袋压，以消除下蒙皮与成型模具之间的间隙，确保下蒙皮贴实成型模具表面，同时使铝蜂窝更易放置进下蒙皮内。

在其中一个实施例中，步骤3中，所述在铝蜂窝预制体的预发泡边缘涂刷发泡胶后将其放在下蒙皮上，具体为：

采用240目的砂纸对铝蜂窝预制体的预发泡边缘进行轻微打磨，进而增加预发泡边缘的粗糙度以及去除沾粘的脱模剂；

对铝蜂窝预制体的打磨区域进行清洁后在预发泡边缘涂刷发泡胶，随后将其放在下蒙皮上。

在其中一个实施例中，步骤5中，所述第二次发泡固化的过程为：

将铺设完成后的成型模具放入烘箱，将烘箱温度以1~3℃/min的升温速率从室温升至60~70℃后保温1.5~3小时后，再以1~2℃/min的升温速率升至85~95℃后保温1.5~3小时，随后自然降温至室温后拆袋脱模，得到最终产品。

在其中一个实施例中，所述铝蜂窝芯材的尺寸与所述发泡槽的尺寸相同，以使得铝蜂窝预制体与铝蜂窝芯材尺寸相同；

所述铝蜂窝芯材的尺寸相较于所述成型槽具有余量，以使得所述铝蜂窝预制体能完全与所述下蒙皮底面贴合。

在其中一个实施例中，所述下蒙皮与所述铝蜂窝预制体的接触面上、所述上蒙皮与所述铝蜂窝预制体的接触面上均铺设有环氧树脂胶膜，以增加粘接力。

相较于现有技术，本发明提供的一种低温成型复合材料夹芯结构天线背板中铝蜂窝封边方法具有如下有益技术效果：

1.经过第一次发泡固化后的铝蜂窝预制体其边缘具有支撑，碳纤维预浸料进行包边操作时不会导致铝蜂窝边缘挤压或者坍塌，可以保证产品侧边的成型质量，减少修补工作，制件只需简单处理后喷漆即可得到产品；

2.成型模具为阴模结构，用来确保产品尺寸，同时在铝蜂窝预制体边缘的已发泡位置二次涂刷发泡胶，可以填充铝蜂窝边缘与侧边碳纤维蒙皮之间的缝隙，可以依靠固化时发泡胶发泡膨胀的力将碳纤维与成型模具贴合牢靠，这样可以使得产品尺寸精准无误；

3.第一次发泡固化后可以观察到铝蜂窝预制体边缘的发泡情况，对存在缺陷，发泡胶没有填实的部位，可以在再次涂刷发泡胶时进行填充，确保发泡胶封边到位。

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为本发明实施例中封边方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中铝蜂窝预制体与预发泡模具的结构示意图；

图3为本发明实施例中铝蜂窝预制体与成型模具的结构示意图。

附图标号：预发泡模具1、铝蜂窝预制体2、预发泡边缘3、成型模具4、下蒙皮5、上蒙皮6、二次发泡胶7。

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。

本实施例公开了一种低温成型复合材料夹芯结构天线背板中铝蜂窝封边方法，其先对铝蜂窝芯材进行预发泡处理，以增加铝蜂窝的边缘支撑能力，随后再对铝蜂窝的预发泡位置进行二次涂刷发泡胶，使其在固化过程中填充铝蜂窝边缘与侧边碳纤维蒙皮之间的缝隙。参考图1，该方法具体包括如下步骤：

步骤1，在铝蜂窝芯材的边缘涂刷低温糊状的一次发泡胶；

步骤2，将涂刷一次发泡胶后的铝蜂窝芯材放置在预发泡模具1的发泡槽中，并依次在铝蜂窝芯材上铺设脱模布、隔离膜、均压板、透气毡后进行真空袋压与第一次发泡固化，得到具有预发泡边缘3的铝蜂窝预制体2，即图2所示；

步骤3，在成型模具4的成型槽中铺设下蒙皮5，在铝蜂窝预制体2的预发泡边缘3涂刷低温糊状的二次发泡胶7后将其放在下蒙皮5上；

步骤4，将上蒙皮6铺设在铝蜂窝预制体2上，采用下蒙皮5进行铝蜂窝预制体2的包边并搭接到上蒙皮6上，以使碳纤维的下蒙皮5与上蒙皮6将铝蜂窝预制体2完全包裹在内，进而增强整体性，提升强度，即图3所示；

步骤5，依次在上蒙皮6上铺放脱模布、隔离膜、均压板、透气毡后进行真空袋压与第二次发泡固化，得到最终产品。

在步骤1中，铝蜂窝芯材的获取过程为：首先选取一块大小合适的铝蜂窝，按照尺寸对其进行裁剪，得到铝蜂窝芯材，对其进行清洁，确保无杂质，处理好了放置备用。

在步骤2中，预发泡模具1为框架结构，可以采用多根型材拼接形成。在步骤2的具体实施过程中，先选取一块铝制平台作为工作台面，将预发泡模具1放置在工作台面上，并对工作台面和预发泡模具1进行清洁，并涂覆脱模剂，方便脱模，随后再依次完成铝蜂窝芯材、脱模布、隔离膜、均压板、透气毡的铺设，并在制袋封装后抽真空袋压。

在步骤2中，第一次发泡固化的过程为：将铺设完成后的预发泡模具1放入烘箱，将烘箱温度以1~3℃/min的升温速率从室温升至60~70℃后保温1.5~3小时，随后自然降温至室温后拆袋脱模，得到具有预发泡边缘3的铝蜂窝预制体2。其中优选地，将烘箱温度以2℃/min的升温速率从室温升至65℃后保温2小时后自然降温至室温后拆袋脱模。

在步骤3中，成型模具4为阴模结构，在成型模具4的成型槽中铺设下蒙皮5，具体为：清洁成型模具并涂覆脱模剂，然后在成型槽中铺设下蒙皮5，铺设完成后对成型模具4进行10~20min的真空袋压，以消除下蒙皮5与成型模具4之间的间隙，确保下蒙皮5贴实成型模具4表面，同时使铝蜂窝更易放置进下蒙皮5内。

在步骤3中，在铝蜂窝预制体2的预发泡边缘3涂刷二次发泡胶7后将其放在下蒙皮5上，具体为：采用240目的砂纸对铝蜂窝预制体2的预发泡边缘3进行轻微打磨，进而增加预发泡边缘3的粗糙度，进而增加与其他材料的粘接力；同时还可以去除第一次发泡固化过程中预发泡边缘3与预发泡模具1接触部位沾粘的脱模剂；随后采用溶剂对铝蜂窝预制体2的打磨区域进行清洁后在预发泡边缘3涂刷二次发泡胶7，随后将其放在下蒙皮5上。

在步骤5中，第二次发泡固化的过程为：将铺设完成后的成型模具4放入烘箱，将烘箱温度以1~3℃/min的升温速率从室温升至60~70℃后保温1.5~3小时后，再以1~2℃/min的升温速率从室温升至85~95℃后保温1.5~3小时，随后自然降温至室温后拆袋脱模，得到最终产品。其中优选地，将烘箱温度以2℃/min的升温速率从室温升至65℃后保温2小时后，再以1.5℃/min的升温速率升至90℃后保温2小时，随后自然降温至室温后拆袋脱模。

本实施例中，铝蜂窝芯材的尺寸与发泡槽的尺寸相同，以使得铝蜂窝预制体2与铝蜂窝芯材尺寸相同。铝蜂窝芯材的尺寸相较于成型槽具有余量，即铝蜂窝芯材的尺寸相较于成型槽的尺寸稍小，当铝蜂窝预制体2放入成型槽后，铝蜂窝预制体2的边缘与成型槽的壁之间具有间隙。这一结构设计可以有效避免铝蜂窝预制体2放置进下蒙皮5时出现铺放不到位的情况，使得铝蜂窝预制体2能完全与下蒙皮5底面贴合；同时由于铝蜂窝预制体2预制的体预发泡边缘3需要经过打磨，也产生了一定的厚度损失，因此二次涂刷发泡胶用来填充边缘的间隙，保证铝蜂窝预制体2与蒙皮材料间完全连接在一起。在具体实施过程中，余量为1~2mm，其中优选为1mm。以图2中的长方形结构的铝蜂窝预制体2为例，当余量为1mm时，当铝蜂窝预制体2放入成型槽后，铝蜂窝预制体2的各个边缘与成型槽的壁之间均具有0.5mm的间隙。

本实施例中，下蒙皮5与上蒙皮6均为双层结构的碳纤维预浸料，其中，单层碳纤维预浸料的厚度均为0.2mm。作为优选地实施方式，下蒙皮5与铝蜂窝预制体2的接触面上、上蒙皮6与铝蜂窝预制体2的接触面上均铺设有环氧树脂胶膜，以增加铝蜂窝预制体2与下蒙皮5、上蒙皮6粘接力。其中，环氧树脂胶膜的厚度为0.1~0.2mm，优选为0.1mm。

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 (7)

1.一种低温成型复合材料夹芯结构天线背板中铝蜂窝封边方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，在铝蜂窝芯材的边缘涂刷发泡胶；

步骤2，将涂刷发泡胶后的铝蜂窝芯材放置在预发泡模具的发泡槽中，并依次在铝蜂窝芯材上铺设脱模布、隔离膜、均压板、透气毡后进行真空袋压与第一次发泡固化，得到具有预发泡边缘的铝蜂窝预制体；

步骤3，在成型模具的成型槽中铺设下蒙皮，在铝蜂窝预制体的预发泡边缘涂刷发泡胶后将其放在下蒙皮上；

步骤4，将上蒙皮铺设在铝蜂窝预制体上，采用下蒙皮进行铝蜂窝预制体的包边并搭接到上蒙皮上；

步骤5，依次在上蒙皮上铺放脱模布、隔离膜、均压板、透气毡后进行真空袋压与第二次发泡固化，得到最终产品。

2.根据权利要求1所述低温成型复合材料夹芯结构天线背板中铝蜂窝封边方法，其特征在于，步骤2中，所述第一次发泡固化的过程为：

将铺设完成后的预发泡模具放入烘箱，将烘箱温度以1~3℃/min的升温速率从室温升至60~70℃后保温1.5~3小时，随后自然降温至室温后拆袋脱模，得到具有预发泡边缘的铝蜂窝预制体。

3.根据权利要求1所述低温成型复合材料夹芯结构天线背板中铝蜂窝封边方法，其特征在于，步骤3中，所述在成型模具的成型槽中铺设下蒙皮，具体为：

清洁成型模具并涂覆脱模剂，然后在成型槽中铺设下蒙皮，铺设完成后对成型模具进行10~20min的真空袋压。

4.根据权利要求1所述低温成型复合材料夹芯结构天线背板中铝蜂窝封边方法，其特征在于，步骤3中，所述在铝蜂窝预制体的预发泡边缘涂刷发泡胶后将其放在下蒙皮上，具体为：

采用240目的砂纸对铝蜂窝预制体的预发泡边缘进行轻微打磨，进而增加预发泡边缘的粗糙度以及去除沾粘的脱模剂；

对铝蜂窝预制体的打磨区域进行清洁后在预发泡边缘涂刷发泡胶，随后将其放在下蒙皮上。

5.根据权利要求1所述低温成型复合材料夹芯结构天线背板中铝蜂窝封边方法，其特征在于，步骤5中，所述第二次发泡固化的过程为：

将铺设完成后的成型模具放入烘箱，将烘箱温度以1~3℃/min的升温速率从室温升至60~70℃后保温1.5~3小时后，再以1~2℃/min的升温速率升至85~95℃后保温1.5~3小时，随后自然降温至室温后拆袋脱模，得到最终产品。

6.根据权利要求1至5任一项所述低温成型复合材料夹芯结构天线背板中铝蜂窝封边方法，其特征在于，所述铝蜂窝芯材的尺寸与所述发泡槽的尺寸相同，以使得铝蜂窝预制体与铝蜂窝芯材尺寸相同；

所述铝蜂窝芯材的尺寸相较于所述成型槽具有余量，以使得所述铝蜂窝预制体能完全与所述下蒙皮底面贴合。

7.根据权利要求1至5任一项所述低温成型复合材料夹芯结构天线背板中铝蜂窝封边方法，其特征在于，所述下蒙皮与所述铝蜂窝预制体的接触面上、所述上蒙皮与所述铝蜂窝预制体的接触面上均铺设有环氧树脂胶膜，以增加粘接力。

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