CN114193903A - 一种用于航天器蜂窝芯材的施胶方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的用于航天器蜂窝芯材的施胶方法，包括以下步骤：S1、在胶黏剂中加入稀释剂并搅拌均匀，以制成粘接胶，并将所述粘接胶涂覆在操作平面上；S2、根据预定施胶密度d的范围计算得到预定上胶量m的上胶量范围；S3、多次进行提拉及称重步骤，直至上胶量重量达到预定上胶量范围；所述提拉及称重步骤包括：将蜂窝芯材的施胶端面平整浸没于所述粘接胶中，并将所述蜂窝芯材从所述粘接胶中提拉出，使施胶端面与所述粘结胶分离，对浸有所述粘结胶的蜂窝芯材称重。本发明的施胶方法能够控制施胶密度，有效地解决了在使用高粘度胶液时无法实现对蜂窝芯材的施胶端面均匀施胶的难题，操作简便，涂胶均匀，且施胶量可控。
Description
技术领域
本发明属于复合材料结构成型技术领域，具体涉及一种用于航天器蜂窝芯材的施胶方法。
背景技术
采用一种高粘度的硅橡胶作为结构胶黏剂，将蜂窝芯材采用高粘度的硅橡胶胶黏剂胶接在一种柔性复合材料结构的背面作为支撑结构制成航天器的重要构件。在现有技术中，通常使用涂覆的方式对蜂窝芯材的施胶端面上胶，而在这种构件的制作过程中，因高粘度的硅橡胶胶液粘度较大，上胶困难，上胶量不易控制，容易出现上胶不均匀。此外，将多个六边形格结构组成的蜂窝芯材与柔性复合材料胶接时，有效胶接面为蜂窝芯材的多个六边形格的网格化的端面，多个六边形端面组成的施胶端面的面积与整体蜂窝芯材表面积相比，面积占比极小，而如果在柔性对胶接面整体涂胶，会有很多属于无效胶接的胶黏剂存在，无法满足轻量化指标要求。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的不足提供了一种能够使用高粘度胶对蜂窝芯材的网格化的施胶端面均匀施胶，上胶量可控能够满足轻量化要求的施胶方法。
本发明提供的用于航天器蜂窝芯材的施胶方法，包括以下步骤：
S1、在胶黏剂中加入稀释剂并搅拌均匀，以制成粘接胶，并将所述粘接胶涂覆在操作平面上；
S2、根据预定施胶密度d的范围计算得到预定上胶量m的上胶量范围；
S3、多次进行提拉及称重步骤，直至上胶量重量达到预定上胶量范围；
所述提拉及称重步骤包括：将蜂窝的施胶端面平整浸没于所述粘接胶中，并将所述蜂窝从所述粘接胶中提拉出，使施胶端面与所述粘结胶分离，对浸有所述粘结胶的蜂窝芯材称重。
优选地，在操作平台上铺覆隔离材料，要求平整无褶皱。然后将稀释后的胶黏剂均匀地在操作平台上涂覆一定厚度形成粘接胶层。涂覆完成后需将粘接胶层静置2min-3min，使所述粘接胶层的平面度与操作平面的平面度一致。
根据本发明的一个方面，
在步骤S1中，所述操作平面的平面度范围为0.05mm-0.1mm，所述粘接胶涂覆在操作平面上的涂覆厚度范围为0.2mm-0.3mm。
所述粘接胶层的平面度与操作平面的平面度一致，也为0.05mm-0.1mm。较高的粘接胶层的平面度保证了施胶端面浸渍入粘接胶层时，粘接胶可以在相同的浸渍深度上被施挂于施胶端面。保证了上胶的均匀性。
优选地，粘接胶层的厚度范围为0.2mm-0.3mm，即施胶端面的浸渍深度的范围被控制在0.2mm-0.3mm内。在此范围内，即不会产生因胶层太薄而导致的蜂窝芯材与柔性复合材料结构粘接失效的问题，也不会产生因胶层太厚或过多粘接胶进入蜂窝芯材的中空区域内而造成的整体结构重量的增加。并且过多的粘接胶进入蜂窝芯材的中空区域内会造成对蜂窝制成的航天器部件的性能的不利影响。使用本发明的施胶方法，当粘接胶被施挂在蜂窝的施胶端面上后，只将施胶端面与粘接胶层分离，不会再对粘接胶或施胶端面再进行任何操作，静置一定的时间，使多余的粘接胶依靠自身重力从施胶端面上滴落。所以本发明的施胶方法能够保证粘接胶有效地停留在蜂窝的施胶端面上，不会被外力刮蹭脱落，即保证了柔性复合材料结构与蜂窝芯材的紧密粘合，保证了柔性复合材料结构与蜂窝胶接的可靠性。
根据本发明的一个方面，
所述胶黏剂与所述稀释剂的比例为100：(30-60)。
在本发明的构思中，胶黏剂与稀释剂的比例非常重要。粘接胶的粘度太高，表面张力太大，每一次提拉能够沾附于施胶端面的胶量太少，且会产生转移不良，上胶不均匀的问题，并且需增加提拉上胶的次数，增加了操作时间，增加了制造成本。粘接胶的粘度太低，表面张力太小，每次提拉上胶会有大量的粘接胶滴落，即使多次提拉也不能得到预定上胶量。
根据本发明的一个方面，
在步骤S2中，所述预定施胶密度d范围为80g/m2-110g/m2。
本发明的施胶方法操作简单，可实现高效率地对大面积的蜂窝芯材均匀施胶，且施胶密度可调控。因为每次提拉都可保证一定量的粘接量施挂于施胶端面，所以可以通过控制提拉施胶的次数，来准确地得到需要的最优的施胶密度。所述最优的施胶密度与制造蜂窝胶接结构的柔性复合材料结构和蜂窝芯材材料相关。
根据本发明的一个方面，
所述预定上胶量m通过以下公式计算：
d＝m/v
其中，d是预定施胶密度，m是预定上胶量，v是蜂窝芯材的施胶端面的面积总和。
根据本发明的一个方面，
在步骤S3中，所述提拉及称重步骤如下：
S3a、对所述蜂窝结构称重，记录所述蜂窝结构重量为m1；
S3b、将粘接胶涂覆在操作平面后，放置2min-3min，将蜂窝结构的施胶端面平整浸没于涂覆好的粘接胶中，使施胶端面均匀挂带一定胶液，间隔时间对所述蜂窝结构称重一次，直至所述蜂窝芯材的重量不发生变化，记录挂胶重量mi，得到上胶量m，m＝mi-m1。
S3c、比较上胶量m与预定定上胶量范围，当上胶量m小于预定上胶量范围的最小值时，重复步骤S3b，直至上胶量m进入预定上胶量范围。
根据本发明的一个方面，
在步骤S3b中，挂胶时间控制在1秒-5秒，间隔2min-3min对所述蜂窝芯材称重一次。
优选地，每次提拉挂胶的挂胶时间应保持一致。两次提拉挂胶的间隔时间也应保持一致。
根据本发明的一个方面，
所述稀释剂为环己烷或正己烷或挥发性硅油。
根据本发明的一个方面，
所述胶黏剂是硅橡胶胶黏剂。
本发明具有如下的有益效果：通过本发明的施胶方法，能够使用高粘度胶对蜂窝芯材的网格化的施胶端面均匀施胶，上胶量可控能够满足轻量化要求，操作简便，涂胶均匀，且对施胶端面的上胶量可控，可以有效地提高生产效率，降低生产成本。使用本发明的施胶方法对蜂窝芯材的多个六边形格的施胶端面施挂粘接胶时，施胶端面的面积占比蜂窝芯材整体表面积的比例极小，使用本发明的施胶方法能够控制施胶密度，实现对施胶端面均匀的、高效的网格化施胶，并能够保证胶接强度。并通过控制提拉次数，能够控制上胶量，进而得到预定的施胶密度。本发明的施胶方法不仅适用于在蜂窝芯材的施胶端面施挂高粘度的粘接胶，也适用于在蜂窝芯材的施胶端面施挂中等粘度的粘接胶，在制备航天器的蜂窝胶接结构中同样能够实现均匀上胶及有效控制施胶密度，能够牢固且轻量性地粘接纤维复合材料的蒙皮与蜂窝芯材。
附图说明
图1是本发明的用于航天器蜂窝芯材的施胶方法的一个实施例的流程图；
图2是本发明的用于航天器蜂窝芯材的施胶方法的一个实施例的施胶端面的示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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方式，对于本领域普通技术人员而言，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。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
如图1所示，本发明提供的用于航天器蜂窝芯材的施胶方法的一个实施例，包括以下步骤：
S1、在胶黏剂中加入稀释剂并搅拌均匀，以制成粘接胶，并将粘接胶涂覆在操作平面上；
S2、根据预定施胶密度d的范围计算得到预定上胶量m的上胶量范围；
S3、多次进行提拉及称重步骤，直至上胶量重量达到预定上胶量范围；
提拉及称重步骤包括：将蜂窝芯材的施胶端面1平整浸没于粘接胶中，并将蜂窝芯材从粘接胶中提拉出，使施胶端面1与粘结胶分离，对浸有粘结胶的蜂窝芯材称重。
优选地，在操作平台上铺覆隔离材料，要求平整无褶皱。然后将稀释后的胶黏剂均匀地在操作平台上涂覆一定厚度形成粘接胶层。涂覆完成后需将粘接胶层静置2min-3min，使粘接胶层的平面度与操作平面的平面度一致。
在本实施例中，
在步骤S1中，操作平面的平面度范围为0.05mm-0.1mm，粘接胶涂覆在操作平面上的涂覆厚度范围为0.2mm-0.3mm。
粘接胶层的平面度与操作平面的平面度一致，也为0.05mm-0.1mm。较高的粘接胶层的平面度保证了施胶端面1浸渍入粘接胶层时，粘接胶可以在相同的浸渍深度上被施挂于施胶端面1。保证了上胶的均匀性。
优选地，粘接胶层的厚度范围为0.2mm-0.3mm，即施胶端面1的浸渍深度的范围被控制在0.2mm-0.3mm内。在此范围内，即不会产生因胶层太薄而导致的柔性复合材料与蜂窝芯材粘接失效的问题，也不会产生因胶层太厚或过多粘接胶进入蜂窝芯材的中空区域内而造成的蜂窝芯材重量的增加。并且过多的粘接胶进入蜂窝芯材的中空区域内会造成对蜂窝芯材制成的航天器部件的性能的不利影响。使用本实施例的施胶方法，当粘接胶被施挂在蜂窝芯材的施胶端面1上后，只将施胶端面1与粘接胶层分离，不会再对粘接胶或施胶端面1再进行任何操作，静置一定的时间，使多余的粘接胶依靠自身重力从施胶端面1上滴落。所以本实施例的施胶方法能够保证粘接胶有效地停留在蜂窝芯材的施胶端面1上，不会被外力刮蹭脱落，即保证了柔性复合材料与蜂窝芯材的紧密粘合，保证了柔性复合材料与蜂窝芯材胶接的可靠性。
在本实施例中，
胶黏剂与稀释剂的比例为100：(30-60)。
在本实施例中，胶黏剂与稀释剂的比例非常重要。粘接胶的粘度太高，表面张力太大，每一次提拉能够沾附于施胶端面1的较量太少，且会产生转移不良，上胶不均匀的问题，并且需增加提拉上胶的次数，增加了操作时间，增加了制造成本。粘接胶的粘度太低，表面张力太小，每次提拉上胶会有大量的粘接胶滴落，即使多次提拉也不能得到预定上胶量。
在本实施例中，
在步骤S2中，预定施胶密度d范围为80g/m2-110g/m2。
本实施例的施胶方法操作简单，可实现高效率地对大面积的蜂窝芯材均匀施胶，且施胶密度可调控。因为每次提拉都可保证一定量的粘接量施挂于施胶端面1，所以可以通过控制提拉施胶的次数，来准确地得到需要的最优的施胶密度。最优的施胶密度与柔性复合材料和蜂窝芯材材料相关。
在本实施例中，
预定上胶量m通过以下公式计算：
d＝m/v
其中，d是预定施胶密度，m是预定上胶量，v是蜂窝芯材的施胶端面1的面积总和。
在本实施例中，
在步骤S3中，提拉及称重步骤如下：
S3a、对蜂窝芯材称重，记录蜂窝芯材重量为m1；
S3b、将粘接胶涂覆在操作平面后，放置2min-3min，将蜂窝芯材的施胶端面1平整浸没于涂覆好的粘接胶中，使施胶端面1均匀挂带一定胶液，间隔时间对蜂窝芯材称重一次，直至蜂窝芯材的重量不发生变化，记录挂胶重量mi，得到上胶量m，m＝mi-m1。
S3c、比较上胶量m与预定上胶量范围，当上胶量m小于预定上胶量范围的最小值时，重复步骤S3b，直至上胶量m进入预定上胶量范围。
在本实施例中，
在步骤S3b中，挂胶时间控制在1秒-5秒，间隔2min-3min对蜂窝芯材称重一次。
优选地，每次提拉挂胶的挂胶时间应保持一致。两次提拉挂胶的间隔时间也应保持一致。
在本实施例中，
稀释剂为环己烷或正己烷或挥发性硅油。
在本实施例中，
胶黏剂是硅橡胶胶黏剂。
如图2所示，使用本实施例的施胶方法对蜂窝芯材的多个六边形格的施胶端面1施挂粘接胶时，施胶端面1的面积占比蜂窝芯材整体表面积的比例极小。本实施例的施胶方法能够控制施胶密度，实现对施胶端面1均匀的、高效的网格化施胶，并能够保证胶接强度。并且本实施例有效地解决了在使用高粘度胶液时无法实现对蜂窝芯材的施胶端面1均匀施胶的难题，操作简便，涂胶均匀，且施胶量可控，可以有效地提高生产效率，降低生产成本。
根据本发明的施胶方法的另一个实施例，包括以下步骤：
首先在操作平台上铺覆隔离材料，要求平整无褶皱。平台的平面度为0.05mm。
S1：按照硅橡胶的胶黏剂：环己烷稀释剂＝100:40的比例，在硅橡胶的胶黏剂中加入环己烷的稀释剂，并搅拌均匀。将稀释后的粘接胶均匀地涂在操作平台上，厚度为0.2mm。
S2：根据预定施胶密度d的范围计算得到预定上胶量m的上胶量范围；
S3：对蜂窝芯材称重，记录蜂窝芯材重量为m1；
将粘接胶涂覆在平台后，放置2min-3min，然后开始将蜂窝芯材浸渍粘接胶。将蜂窝芯材的施胶端面1平整浸没于涂覆好的粘接胶层中，使施胶端面1均匀挂带一定粘接胶，过程中操作要快速为3秒完成提拉操作，蘸胶后的蜂窝芯材间隔2min称重一次，直至重量不发生变化，然后对浸胶后的蜂窝蜂窝芯材进行称重，挂胶重量为m2。m2-m1的数值如果小于上胶量范围的最小值，进行第二次浸胶，然后对浸胶后的蜂窝进行称重，重量为m3。比较m3-m1的数值是否进入上胶量范围。在本实施例中，上胶次数为2次，m3-m1即为上胶量m。最终蜂窝芯材的施胶密度控制为80g/m2。
上述内容仅为本发明的具体方案的例子，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。
以上仅为本发明的一个方案而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于航天器蜂窝芯材的施胶方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在胶黏剂中加入稀释剂并搅拌均匀，以制成粘接胶，并将所述粘接胶涂覆在操作平面上；
S2、根据预定施胶密度(d)的范围计算得到预定上胶量(m)的上胶量范围；
S3、多次进行提拉及称重步骤，直至上胶量重量达到预定上胶量范围；
所述提拉及称重步骤包括：将蜂窝芯材的施胶端面(1)平整浸没于所述粘接胶中，并将所述蜂窝芯材从所述粘接胶中提拉出，使施胶端面(1)与所述粘结胶分离，对浸有所述粘结胶的蜂窝芯材称重。
2.根据权利要求1所述的用于航天器蜂窝芯材的施胶方法，其特征在于，在步骤S1中，所述操作平面的平面度范围为0.05mm-0.1mm，所述粘接胶涂覆在操作平面上的涂覆厚度范围为0.2mm-0.3mm。
3.根据权利要求2所述的用于航天器蜂窝芯材的施胶方法，其特征在于，所述胶黏剂与所述稀释剂的比例为100：(30-60)。
4.根据权利要求3所述的用于航天器蜂窝芯材的施胶方法，其特征在于，在步骤S2中，所述预定施胶密度(d)范围为80g/m2-110g/m2。
5.根据权利要求4所述的用于航天器蜂窝芯材的施胶方法，其特征在于，所述预定上胶量(m)通过以下公式计算：
d＝m/v
其中，d是预定施胶密度，m是预定上胶量，v是蜂窝芯材的施胶端面(1)的面积总和。
6.根据权利要求5所述的用于航天器蜂窝芯材的施胶方法，其特征在于，在步骤S3中，所述提拉及称重步骤如下：
S3a、对所述蜂窝芯材称重，记录所述蜂窝芯材重量为m1；
S3b、将粘接胶涂覆在操作平面后，放置2min-3min，将蜂窝芯材的施胶端面(1)平整浸没于涂覆好的粘接胶中，使施胶端面(1)均匀挂带一定胶液，间隔时间对所述蜂窝芯材称重一次，直至所述蜂窝芯材的重量不发生变化，记录挂胶重量(mi)，得到上胶量(m)，m＝mi-m1；
S3c、比较上胶量(m)与预定上胶量范围，当上胶量(m)小于预定上胶量范围的最小值时，重复步骤S3b，直至上胶量(m)进入预定上胶量范围。
7.根据权利要求6所述的用于航天器蜂窝芯材的施胶方法，其特征在于，在步骤S3b中，挂胶时间控制在1秒-5秒，间隔2min-3min对所述蜂窝芯材称重一次。
8.根据权利要求3所述的用于航天器蜂窝芯材的施胶方法，其特征在于，所述稀释剂为环己烷或正己烷或挥发性硅油。
9.根据权利要求3所述的用于航天器蜂窝芯材的施胶方法，其特征在于，所述胶黏剂是硅橡胶胶黏剂。
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