真空袋压成型的碳纤维复合材料小型无人机

2020-05-14 16:59:03 admin 10

小型无人机中使用的复合材料,如机身、机翼和其他结构部件,大多是比强度和比模量较高的碳纤维预浸料。近年来,小型无人机的质量控制越来越严格,碳纤维在复合无人机中的比例逐渐增加,甚至出现了全碳纤维复合材料制成的小型无人机。此外,碳纤维的低电阻特性也使其应用于飞行器的隐身设计。


碳纤维的制造商很多,碳纤维的种类和规格也很多。它们的性能差异也很大,可以根据需要合理选择。根据苏州诺恩复合材料有限公司对碳纤维无人机具有丰富经验的介绍,对于小型无人机用碳纤维复合材料,主要采用高强度的T3000x  1775标准型。


由于小型无人机复合材料结构设计复杂,机身形状呈弯曲状,航空产品对材料空隙率等要求较高。用于小型无人机机翼、 v尾翼、机身等蒙皮结构的蜂窝夹层结构,基本上是在保证产品单面轮廓尺寸的情况下,通过真空袋压制工艺制造的。


真空袋压制法是通过压力袋或真空袋对模制但未固化的产品施加压力的方法,从而使产品或半成品在压力下固化。真空袋压制方法的温度和压力由材料系统决定。温度是为了降低树脂的粘度并引发固化化学反应。该压力用于结合层压板并抑制空隙的产生。真空袋压制装置由压力系统、循环水冷却系统、真空系统、压缩空气系统、加热系统、电气控制系统组成。

单向透气膜,一体导流网,专用脱模布


在满足气动设计要求的前提下,为了减轻重量和利用碳纤维复合材料的可设计性,机身梁、环框、角盒局部层压。小型无人机的复合结构复杂,设计和质量控制要求高。因此,主要结构部件的制造过程通常非常复杂。


蒙皮结构的蜂窝夹层结构较为复杂,但真空袋压制工艺通常以整体共固化的形式进行,即先将外皮、蜂窝和内蒙皮依次放入阴模中,然后通过一次性抽真空将外皮、蜂窝和内蒙皮整体固化。蜂窝夹层结构成型工艺非常适合小型无人机的成型。制造的结构整体上很好,并且、的重量相对较轻。主要特点是直接使用拉伸成型的片状蜂窝。因此,如何根据设计要求在复杂曲面形状上放置和精确定位蜂窝是该方法的关键。整体共固化真空袋压塑复合材料及其蜂窝夹层结构也可能存在不利因素,即薄壁内蒙皮不可避免地向蜂窝方向凹陷,出现不均匀现象,蜂窝与外蒙皮之间的胶膜往往不均匀,蜂窝与蒙皮之间的剥离强度不是很高。在实际工程中,这些问题是通过控制外部压力、和采取温度措施来解决的。


采用真空袋压制法的碳纤维复合材料结构具有成型简单、成本低、制造周期短的特点,易于整体成型复杂的飞机结构。此外,其高比强度、和比刚度的性能特点也能满足轻型飞机结构的需要,在小型无人机领域具有很好的应用前景。


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