CN117382219A - 一种显示系统球幕制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了复材制品技术领域内的一种显示系统球幕制作方法，包括以下步骤：步骤1）原材料准备；步骤2）模具处理；步骤3）下料准备；步骤4）内蒙皮预浸料铺贴；步骤5）内蒙皮热压罐成型；步骤6）蜂窝夹芯铺放；步骤7）外蒙皮铺贴；步骤8）共固化；步骤9）检测；步骤10）机加处理，本发明降低了整体结构的热膨胀系数，可有效提高反射面板在极端环境下的工作精度，并减轻产品的重量。
Description
技术领域
本发明涉及复材制品技术领域，特别涉及一种球幕制作方法。
背景技术
球幕投影技术是一种新兴的展示技术，它打破了以往投影图像只能是平面规则图形的局限，球幕的屏幕是一个球型的背投影屏。
以往中大型球幕存在不易拆卸、携带、安装，不便运输等问题，本发明所设计的球幕具备易于拆解、拼装，安装固定可靠等特点，球幕使用环境为封闭式方舱，正常光照条件，要求球幕需根据方舱大小进行定制设计（含维护空间），占地小。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种显示系统球幕制作方法，降低整体结构的热膨胀系数，可有效提高反射面板在极端环境下的工作精度，并减轻产品的重量。
本发明的目的是这样实现的：一种显示系统球幕制作方法，包括以下步骤：
步骤1）原材料准备，对碳纤维预浸料进行材料复验，确保预浸料使用性能一致，储存环境保持在设定温度；
步骤2）模具处理，确认模具清洁后在模具表面涂覆脱模剂；
步骤3）下料准备，通过软件制作球幕的内蒙皮、外蒙皮下料图，同时借助下料机裁剪内蒙皮、外蒙皮所需的预浸料；
步骤4）内蒙皮预浸料铺贴，铺贴时，使用激光投影定位，确定铺贴起始点，将裁剪好的内蒙皮预浸料在模具上铺贴，预浸料边缘铺贴模具产品线外15~25mm处；
步骤5）内蒙皮热压罐成型，内蒙皮预浸料铺贴完毕后制真空袋进热压罐固化，固化完成后冷却至设定温度开罐，待温度冷却至环境温度后去除封装材料，得到内蒙皮；
步骤6）蜂窝夹芯铺放，先在内蒙皮表面铺贴环氧胶膜，确保完全覆盖，通过抽真空将其与内蒙皮完全压实，然后清理蜂窝夹芯并进烘箱干燥除湿，蜂窝夹芯按尺寸裁剪并定位铺放，蜂窝夹芯拼接时确保孔格方向的一致，拼接缝填充发泡胶，通过预抽将蜂窝夹芯与内蒙皮完全贴合定型；
步骤7）外蒙皮铺贴，先在蜂窝夹芯表面铺贴环氧胶膜，确保完全覆盖，抽真空压实，铺贴时，使用激光投影定位，确定铺贴起始点，将裁剪好的外蒙皮预浸料在蜂窝夹芯上铺贴，铺贴完成后在产品的外周形成翻边结构，翻边结构由内蒙皮和外蒙皮的边缘拼接而成；
步骤8）共固化，外蒙皮预浸料铺贴完毕后制真空袋进热压罐固化，固化完成后冷却至设定温度开罐，待温度冷却至环境温度后去除封装材料，得到球幕毛坯件；
步骤9）检测，产品成型后进行外观、重量、型面检测、无损检测；
步骤10）机加处理，产品毛坯件置于数控机床上，通过数控机加将切割线边外的余量进行切割处理，得到球幕。
作为本发明所述一种显示系统球幕制作方法的优选技术方案，所述使用性能包括预浸料的外观、含胶量、弯曲强度、层间剪切强度。
作为本发明所述一种显示系统球幕制作方法的优选技术方案，步骤4）内蒙皮预浸料铺贴过程控制铺层角度因素对产品变形的影响，
作为本发明所述一种显示系统球幕制作方法的优选技术方案，步骤5）固化过程中严格控制产品真空度，罐内运行施加压力，升降温速率、开罐温度和脱模温度，控制温度因素对产品变形的影响。
作为本发明所述一种显示系统球幕制作方法的优选技术方案，步骤8）共固化过程中严格控制产品真空度，罐内运行施加压力，升降温速率、开罐温度和脱模温度，控制温度因素对产品变形的影响。
作为本发明所述一种显示系统球幕制作方法的优选技术方案，所述蜂窝夹芯采用芳纶纸蜂窝夹芯。
作为本发明所述一种显示系统球幕制作方法的优选技术方案，所述外蒙皮的外周设有翻边。
作为本发明所述一种显示系统球幕制作方法的优选技术方案，所述翻边上加工有装配孔，装配孔的加工方法为：先将球幕底面翻边紧贴放置于定位工装上，用夹具夹紧，然后再将装配开孔工装夹紧在侧面翻边上开孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
（1）本发明制作的反射面板质量轻，热膨胀系数小，热变形残差低；
（2）本发明胶接的尺寸准确，精密性强；
（3）本发明胶接质量高，反射面板结构稳定，强度高。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明工艺流程图。
图2为本发明中蜂窝夹芯拼接示意图。
图3为本发明制得的球幕单瓣结构示意图。
图4为本发明制得的球幕单瓣结构截面图。
图5为本发明制得的球幕组装状态图。
其中，100单瓣结构，101内蒙皮，102蜂窝夹芯，103外蒙皮，200球幕支架。
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做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。
实施例
如图1-2所示的一种显示系统球幕制作方法，包括以下步骤：
步骤1）原材料准备；
检验员对碳纤维预浸料进行材料复验，检测同一批次预浸料的外观、含胶量、弯曲强度、层间剪切强度等性能，确保预浸料同一批次的使用性能一致，储存环境保持在-18℃。
步骤2）模具处理；
首先对模具进行型面尺寸检测，是否满足数模产品的要求尺寸，若超公差，则返厂重新机加；检测无误后，高温除油处理，除油后用丙酮/无水乙醇将模具表面清理干净，清理3~5遍，确认表面无明显污渍或粉尘，模具表面再涂覆8遍以上脱模剂。
步骤3）下料准备；
通过Catia软件的CPD模块制作球幕的内蒙皮101、外蒙皮103下料图，同时借助下料机裁剪内蒙皮101、外蒙皮103所需的预浸料，预浸料需放置在数控下料机床上的基准线；下料前需检查下料机上无杂质。
步骤4）内蒙皮101预浸料铺贴；
铺贴预浸料，内蒙皮101铺贴层数为15层，控制铺层角度因素对产品变形的影响；蒙皮铺贴时，使用激光投影定位，确定铺贴起始点，将裁剪好的预浸料在模具上铺贴，预浸料边缘铺贴模具产品线外15~25mm处。
步骤5）内蒙皮101热压罐成型；
产品铺贴完毕后制真空袋进热压罐130℃固化，固化完成后冷却至80℃开罐，待温度冷却至20~30℃后去除封装材料；固化过程中严格控制产品真空度，罐内运行施加压力，升降温速率、开罐温度和脱模温度，控制温度因素对产品变形的影响。
步骤6）蜂窝夹芯102处理；
首先内蒙皮101表面铺贴一层环氧胶膜，确保完全覆盖，通过抽真空将其与内蒙皮101完全压实，然后清理蜂窝夹芯102并进烘箱干燥除湿。蜂窝夹芯102按尺寸裁剪并定位铺放，蜂窝夹芯102拼接时确保孔格方向的一致，拼接缝填充发泡胶，本实施例中采用两块蜂窝夹芯102拼接完成，通过预抽将蜂窝夹芯102与内蒙皮101完全贴合定型。
步骤7）外蒙皮103铺贴；
首先在蜂窝夹芯102表面铺贴一层胶膜，确保完全覆盖，抽真空压实。铺贴外蒙皮103料片，外蒙皮103铺贴层数为10层，铺贴过程与内蒙皮101铺贴操作一致。
步骤8）共固化；
产品铺贴完毕后制真空袋进热压罐130℃固化，固化完成后冷却至80℃开罐，待温度冷却至20~30℃后去除封装材料；固化过程中严格控制产品真空度，罐内运行施加压力，升降温速率、开罐温度和脱模温度，控制温度因素对产品变形的影响。
步骤9）检测；
产品成型后进行外观、重量、型面检测、无损检测。
步骤10）机加处理；
产品毛坯件置于数控机床上，通过数控机加将切割线边外的余量进行切割处理。
步骤11）装配制孔；
首先将球幕底面翻边紧贴放置于定位工装上，用夹具夹紧，然后再将装配开孔工装夹紧在侧面翻边上，开孔，得到球幕的单瓣结构100，如图3-4所示。
如图5所示，将得到的单瓣结构100进行拼装并使用螺栓进行连接即可得到完整的球幕结构，再将球幕底部翻边与球幕支架200连接，完成整体结构的装配。
本发明提出了一种全新的碳纤维球幕制作方法，以碳纤维中温环氧树脂复合材料为主要原材料，芳纶纸蜂窝夹芯102为夹芯材料，通过热压罐中温固化成型的方法，首先将碳纤维内蒙皮101中温温固化成型，在碳纤维内蒙皮101上用环氧胶膜与芳纶纸蜂窝夹芯102进行粘接，蜂窝夹芯102上再用环氧胶膜与外蒙皮103进行粘接，最后蜂窝夹芯102外蒙皮103共固化成型；采用芳纶纸蜂窝夹芯102的目的是，降低整体结构的热膨胀系数，可有效提高反射面板在极端环境下的工作精度，又能够显著地减轻产品的重量；整个过程采用使用相同体系材料可降低材料差异对产品型面的影响。
本发明成型工艺采用内蒙皮101单独固化成型，蜂窝夹芯102外蒙皮103共固化的成型方法，首先本产品对内蒙皮101表面质量要求较高，内蒙皮101单独成型能够有效地提高内蒙皮101表面质量以及其使用精度；分段成型的固化方式以及制作过程的严格把控（从铺层操作到固化方式）对于整个产品的结构尺寸都能够得到有效地控制，对于整体结构的热膨胀系数数能够降到最低，尽可能降低了产品整体结构尺寸变形的风险。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种显示系统球幕制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1）原材料准备，对碳纤维预浸料进行材料复验，确保预浸料使用性能一致，储存环境保持在设定温度；
步骤2）模具处理，确认模具清洁后在模具表面涂覆脱模剂；
步骤3）下料准备，通过软件制作球幕的内蒙皮、外蒙皮下料图，同时借助下料机裁剪内蒙皮、外蒙皮所需的预浸料；
步骤4）内蒙皮预浸料铺贴，铺贴时，使用激光投影定位，确定铺贴起始点，将裁剪好的内蒙皮预浸料在模具上铺贴，预浸料边缘铺贴模具产品线外15~25mm处；
步骤5）内蒙皮热压罐成型，内蒙皮预浸料铺贴完毕后制真空袋进热压罐固化，固化完成后冷却至设定温度开罐，待温度冷却至环境温度后去除封装材料，得到内蒙皮；
步骤6）蜂窝夹芯铺放，先在内蒙皮表面铺贴环氧胶膜，确保完全覆盖，通过抽真空将其与内蒙皮完全压实，然后清理蜂窝夹芯并进烘箱干燥除湿，蜂窝夹芯按尺寸裁剪并定位铺放，蜂窝夹芯拼接时确保孔格方向的一致，拼接缝填充发泡胶，通过预抽将蜂窝夹芯与内蒙皮完全贴合定型；
步骤7）外蒙皮铺贴，先在蜂窝夹芯表面铺贴环氧胶膜，确保完全覆盖，抽真空压实，铺贴时，使用激光投影定位，确定铺贴起始点，将裁剪好的外蒙皮预浸料在蜂窝夹芯上铺贴；
步骤8）共固化，外蒙皮预浸料铺贴完毕后制真空袋进热压罐固化，固化完成后冷却至设定温度开罐，待温度冷却至环境温度后去除封装材料，得到球幕毛坯件；
步骤9）检测，产品成型后进行外观、重量、型面检测、无损检测；
步骤10）机加处理，产品毛坯件置于数控机床上，通过数控机加将切割线边外的余量进行切割处理，得到球幕。
2.根据权利要求1所述的一种显示系统球幕制作方法，其特征在于，所述使用性能包括预浸料的外观、含胶量、弯曲强度、层间剪切强度。
3.根据权利要求1或2所述的一种显示系统球幕制作方法，其特征在于，步骤4）内蒙皮预浸料铺贴过程控制铺层角度因素对产品变形的影响，
根据权利要求1或2所述的一种显示系统球幕制作方法，其特征在于，步骤5）固化过程中严格控制产品真空度，罐内运行施加压力，升降温速率、开罐温度和脱模温度，控制温度因素对产品变形的影响。
4.根据权利要求1或2所述的一种显示系统球幕制作方法，其特征在于，步骤8）共固化过程中严格控制产品真空度，罐内运行施加压力，升降温速率、开罐温度和脱模温度，控制温度因素对产品变形的影响。
5.根据权利要求1或2所述的一种显示系统球幕制作方法，其特征在于，所述蜂窝夹芯采用芳纶纸蜂窝夹芯。
6.根据权利要求1或2所述的一种显示系统球幕制作方法，其特征在于，所述外蒙皮的外周设有翻边。
7.根据权利要求7所述的一种显示系统球幕制作方法，其特征在于，所述翻边上加工有装配孔，装配孔的加工方法为：先将球幕底面翻边紧贴放置于定位工装上，用夹具夹紧，然后再将装配开孔工装夹紧在侧面翻边上开孔。
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