CN113858656A - 一种锯齿型中空结构复合材料吸波部件的一体成型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锯齿型中空结构复合材料吸波部件的一体成型工艺,包括以下步骤:步骤S1、选用满足设计要求的碳纤维预浸料,并进行铺层设计,确定铺层数和铺层角度;S2、反射板设计为平板结构,根据设计的层数和角度在成型工装上铺贴预浸料,成型工装设计挡边和压板,先使反射板净尺寸固化成型;S3、反射板固化后,依次在反射板上铺贴胶膜、吸波体内蒙皮、吸波体蜂窝芯、吸波体外蒙皮,然后制真空袋,用热压罐共胶接固化成型;S4、成型后脱模;S5、机械加工出锯齿和装配连接孔,制得锯齿型中空结构复合材料吸波部件。本发明强度满足要求,重量轻;制造难度低、效率高;加工成本低;工艺稳定性好,胶接强度可靠性提高;胶接质量和稳定性提高。

Description

一种锯齿型中空结构复合材料吸波部件的一体成型工艺
技术领域
本发明涉及一种锯齿型中空结构复合材料吸波部件的一体成型工艺。
背景技术
随着当下对隐身技术能力需求的日益提高,吸波部件的研制力度也越来越大,研究方向也逐渐从单一的结构隐身拓展到结构隐身+吸波材料二者的协同作用。复合材料由于具有重量轻、强度高、耐环境性好、高度可设计性等优势,得以在吸波部件的研制中脱颖而出。
吸波部件由吸波体和反射板组成。吸波体主要作用是吸收电磁波,实现RCS减缩,但需兼顾减重、力学性能、环境适应性等要求;反射板主要作用是反射电磁波以及装配连接,也需兼顾减重、力学性能、环境适应性等要求。在现有技术中,吸波体是由浸渍吸收剂的热塑性硬质泡沫机械加工制成,反射板是由铝合金机械加工制成,吸波体和反射板装配时采用常温环氧结构胶粘剂进行二次胶接。现有技术存在的不足有:①金属反射板是中空结构,厚度仅2mm,为防止变形,设计了环形加强筋,增加了反射板的重量和加工难度,以及与吸波体的装配难度;②二次胶接时,采用涂胶工艺,容易局部涂覆不均,造成局部粘接强度较弱;③反射板是金属材质,吸波体是热塑性硬质泡沫,并且分开加工,装配时由于累计的加工误差、硬泡变形等因素,导致反射板与吸波体不完全匹配,存在间隙和阶差,后续处理工作量大;④吸波体是异形中空结构,并且是热塑性硬质泡沫材质,只能采用机械加压,因此与反射板胶接后加压时,会使胶接面受力不均,从而造成局部脱粘。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种锯齿型中空结构复合材料吸波部件的一体成型工艺,用蜂窝替代了热塑性硬质泡沫,蜂窝比热塑性硬质泡沫具有更高的耐温性和热稳定性,为吸波部件的一体成型提供了可能性,即吸波部件的吸波体和反射板在同一工序中成型,成型后即是一个整体。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:
一种锯齿型中空结构复合材料吸波部件的一体成型工艺,包括以下步骤:
S1、根据反射板受力工况和强度设计许用值,选用满足设计要求的碳纤维预浸料,并进行铺层设计,确定铺层数和铺层角度;
S2、反射板设计为平板结构,根据设计的层数和角度在成型工装上铺贴预浸料,成型工装设计挡边和压板,先使反射板净尺寸固化成型,反射板固化后暂不脱模;
S3、反射板固化后,依次在反射板上铺贴胶膜、吸波体内蒙皮、吸波体蜂窝芯、吸波体外蒙皮,在吸波体蜂窝装配连接区需预埋复合材料层压板,然后制真空袋,用热压罐共胶接固化成型;
S4、成型后脱模,制备出一体成型的吸波部件毛坯;
S5、机械加工出锯齿和装配连接孔,制得锯齿型中空结构复合材料吸波部件。
进一步的,所述反射板为碳纤维板。
进一步的,步骤S1中,铺层数为10层,单层厚度为0.2mm,铺层角度为[-45°/45°/0°/-45°/45°]s。
进一步的,步骤S3中,吸波体蜂窝芯装配连接的部位预埋有复合材料层板,用于装配时螺钉连接,满足装配强度要求。
本发明具有以下优点:
1、反射板用碳纤维替代铝合金,强度满足要求,并且使锯齿型中空结构复合材料吸波部件重量变轻。
2、反射板与吸波体一体成型,反射板上结构得以简化,降低了制造难度,提升了效率。
3、反射板采用净尺寸成型,不用再进行机械加工,节约了加工成本。
4、反射板与吸波体采用共胶接工艺一体成型,胶接面胶含量均一,工艺稳定性好,胶接强度可靠性提高。
5、反射板与吸波体一体成型,解决了反射板与吸波体之间有间隙和阶差的问题,避免了后续修补处理。
6、反射板与吸波体采用钢制模具共胶接一体成型,用真空袋压保证胶接面受力均匀,胶接质量和稳定性提高。
7、反射板与吸波体共胶接一体成型,避免了二次胶接带来的二者间装配不匹配的问题。
附图说明
图1 为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述,但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示,一种锯齿型中空结构复合材料吸波部件的一体成型工艺,包括以下步骤:
步骤S1、根据反射板受力工况和强度设计许用值,选用满足设计要求的碳纤维预浸料,并进行铺层设计,确定铺层数和铺层角度;
S2、反射板设计为平板结构,根据设计的层数和角度在成型工装上铺贴预浸料,成型工装设计挡边和压板,先使反射板净尺寸固化成型,反射板固化后暂不脱模;
S3、反射板固化后,依次在反射板上铺贴胶膜、吸波体内蒙皮、吸波体蜂窝芯、吸波体外蒙皮,在吸波体蜂窝装配连接区需预埋复合材料层压板,然后制真空袋,用热压罐共胶接固化成型;在真空袋时,在制件毛坯上,依次铺放可剥布、隔离膜、透气毡等辅助材料,再放置真空嘴、热电偶等工具,然后用密封胶条封装真空袋,制成密封的真空系统,最后用真空泵抽出袋内空气,放进热压罐加温加压固化成型,密封的真空袋系统,可以形成袋内外的压力差,保证制件毛坯能在规定的压力下固化成型,保证制件层间结合力和内部质量;
S4、成型后脱模,制备出一体成型的吸波部件毛坯;
S5、机械加工出锯齿和装配连接孔,制得锯齿型中空结构复合材料吸波部件。
进一步的,所述反射板为碳纤维板。
进一步的,步骤S1中,铺层数为10层,单层厚度为0.2mm,铺层角度为[-45°/45°/0°/-45°/45°]s。
进一步的,步骤S3中,吸波体蜂窝芯装配连接的部位预埋有复合材料层板,用于装配时螺钉连接,满足装配强度要求。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种锯齿型中空结构复合材料吸波部件的一体成型工艺,其特征在于:包括以下步骤:
S1、根据反射板受力工况和强度设计许用值,选用满足设计要求的碳纤维预浸料,并进行铺层设计,确定铺层数和铺层角度;
S2、反射板设计为平板结构,根据设计的层数和角度在成型工装上铺贴预浸料,成型工装设计挡边和压板,先使反射板净尺寸固化成型,反射板固化后暂不脱模;
S3、反射板固化后,依次在反射板上铺贴胶膜、吸波体内蒙皮、吸波体蜂窝芯、吸波体外蒙皮,在吸波体蜂窝装配连接区需预埋复合材料层压板,然后制真空袋,用热压罐共胶接固化成型;
S4、成型后脱模,制备出一体成型的吸波部件毛坯;
S5、机械加工出锯齿和装配连接孔,制得锯齿型中空结构复合材料吸波部件。
2.根据权利要求1所述的一种锯齿型中空结构复合材料吸波部件的一体成型工艺,其特征在于:所述反射板为碳纤维板。
3.根据权利要求1所述的一种锯齿型中空结构复合材料吸波部件的一体成型工艺,其特征在于:步骤S1中,铺层数为10层,单层厚度为0.2mm,铺层角度为[-45°/45°/0°/-45°/45°]s。
4.根据权利要求1所述的一种锯齿型中空结构复合材料吸波部件的一体成型工艺,其特征在于:步骤S3中,吸波体蜂窝芯装配连接的部位预埋有复合材料层板,用于装配时螺钉连接,满足装配强度要求。
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