小型無人機專用蜂窩複合材料的製作方法
2023-09-22 10:45:50
專利名稱：小型無人機專用蜂窩複合材料的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於航空領域，涉及無人機，尤其是一種小型無人機專用蜂窩複合材料。
背景技術：
我國小型無人機行業起步較晚，設計過程中在外形、規格尺寸和搭載的設備方面一般是參考國外現役無人機設計，但是在玻璃鋼製作工藝水平方面設計路線陳舊，造成一些型號無人機在機體重量、結構設計和材料強度等方面與國外90年代同類產品近似，沒有太大突破。近幾年來，我國複合材料工業的新技術和新材料發展較快，複合材料是一種新興材料，在飛行器上應用正處在發展階段，因其材料質輕、抗衝擊強度高、溫差變形小(因溫度的差異而造成的「蠕變」)、抗老化(可使用壽命延長)，防腐蝕、雷電、靜電及各種材料間相容性高等特性，在許多行業使用非常廣泛。蜂窩複合結構在飛機上應用比較廣泛，如翼面、艙面、舵面、壁板、地板、雷達罩等； 在航空航天領域，如內裝飾板、雷達天線罩、飛彈翼等，一般用鋁、鎂合金和碳纖維材料製作蜂窩材料，重量輕，成型後強度高。蜂窩複合結構主要是由面板(蒙皮)與蜂窩芯材通過膠粘劑粘結成的層狀複合結構，航天航空行業蜂窩材料，都是比較厚實且材料重的型號，單面用面板封閉的較多，其他行業使用的更不適宜使用。通過檢索，尚未發現與本專利申請相同的公開文獻。
實用新型內容本實用新型目的在於克服現有技術的不足之處，提供一種重量輕、強度高、結構科學、壽命較長、成本低廉的小型無人機專用蜂窩複合材料。本實用新型解決其技術問題是通過以下技術方案實現的一種小型無人機專用蜂窩複合材料，由面板與蜂窩夾層通過膠粘劑粘結成的層狀複合結構，其特徵在於所述面板由外面板、蜂窩夾層、內面板所構成的層狀複合結構，其中外面板依次由環氧罩光漆、面漆、外玻璃纖維層構成，內面板依次由裡玻璃纖維層、碳纖維混編布層構成，蜂窩夾層固裝在外面板的外玻璃纖維層與內面板的裡玻璃纖維層之間，各層通過模具採用熱固性樹脂進行粘接，凝固後即成成品。而且，所述熱固性樹脂為環氧樹脂，包括雙酚A型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂。而且，所述玻璃纖維布的厚度為0. lmm-o. 5mm ；碳纖維混編布為碳纖維布與玻璃纖維布經緯編織而成，其厚度0. lmm-0. 5mm ；所述面漆為氨酯漆；所述罩光漆為聚酯漆類。而且，所述蜂窩夾層由蜂窩芯及蜂窩芯材構成，蜂窩芯的每目的直徑為3mm，高度 3mm ；蜂窩芯材為鋁箔、芳綸紙、玻璃紙或牛皮紙。而且，在連接部位、承力部位的蜂窩芯內加裝有玻璃微珠。[0013]本實用新型的優點和積極效果是1、本複合材料整體連接強度高，質輕，彎曲剛度大，飛行抗風壓能力強。2、本複合材料隔音，隔熱，抗共振效果好。3、本複合材料防火，防潮，耐磨，抗腐蝕，抗沙塵。4、本複合材料成型後表面平整度高，熱脹冷縮變形小，蜂窩凹槽不明顯。
圖1為本實用新型的結構斷面示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖通過具體實施例對本實用新型作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實用新型的保護範圍。一種小型無人機專用蜂窩複合材料，參見圖1，由面板與蜂窩夾層通過膠粘劑粘結成的層狀複合結構。其中，面板包括外面板由環氧罩光漆1、面漆2、外玻璃纖維層3構成， 內面板由裡玻璃纖維層5、碳纖維混編布層6構成，蜂窩夾層4固裝在外面板的外玻璃纖維層與內面板的裡玻璃纖維層之間。本複合材料的斷面結構自裡向外依次為碳纖維混編布層、裡玻璃纖維層、蜂窩芯夾層、外玻璃纖維層、面漆及環氧罩光漆。上述各層通過模具採用熱固性樹脂進行粘接，凝固後即成成品。本實施例中，採用的熱固性樹脂為環氧樹脂，包括雙酚A型環氧樹脂，雙酚S型環氧樹脂，雙酚F型環氧樹脂，作用是粘接或者滲透粘接各物質。所用玻璃纖維布的厚度為0. lmm-0. 5mm，作用是為了組織結構連接和增加平面強度。所用碳纖維混編布的厚度 0. lmm-0. 5mm,由碳纖維布與玻璃纖維布經緯編織而成，作用是為增加結構強度和減輕重量。所採用的蜂窩夾層由蜂窩芯及蜂窩芯材構成，蜂窩芯由根據需要設定目數，每目的直徑為3mm，高度3mm ；蜂窩芯材為鋁箔、芳綸紙、玻璃紙和牛皮紙等，在屬於連接部位、承力部位的蜂窩芯內加裝玻璃微珠，以提高該部位的強度。蜂窩夾層結構的突出優點是質輕，彎曲剛度大。所採用的面漆為氨酯漆，作用是美化和防止表面老化。所採用的罩光漆，為聚酯漆類，作用是增加光潔度和保護面漆表面。本實用新型所製造的小型無人機，針對設計圖形曲面的彎曲度，延展鋪設時不宜使用超過3mm以上的厚度，蜂窩芯的密度間距應在3-4mm之間，經過多種試驗和測試，不宜使用鋁鎂合金和碳纖維蜂窩材料，應使用芳綸紙材料，它與環氧樹脂基有很好親和性。在採購此種蜂窩芯材料過程中發現，目前國內外還沒有這種規格的產品，航天航空行業蜂窩的材料，都是比較厚實且材料重的型號，單面用面板封閉的較多，其他行業使用的更不適宜使用。在需求不能滿足設計的狀況下，我們自行設計了圖紙，由專業生產蜂窩材料的廠商為我專門生產了這種適合小型無人機「蜂窩複合結構」工藝使用的這種蜂窩芯(請注意 這是沒有面板連接的)。目前國內無人機行業還沒有廠家應用這種最新的蜂窩芯材料。本實用新型的簡要製造工藝為(1)材料準備(2)漆層噴制在清理後的成型模具模腔內噴三遍罩光漆，漆層厚度控制在0. 2-0. 3mm ；然後直接噴三遍面漆，並找平使漆層均勻，常溫固化；(3)刷塗環氧樹脂、鋪放玻璃纖維布在漆層上刷塗環氧樹脂，然後鋪放玻璃布， 並用毛刷將玻璃纖維布在環氧樹脂上刷平；(4)鋪放蜂窩芯、補強在玻璃纖維布上鋪放蜂窩芯，之後，在受力部位進行補強， 如在連接部位、承力部位，在蜂窩芯內加裝玻璃微珠，然後再將玻璃纖維布以及碳纖混編布鋪上，刷環氧樹脂，將蜂窩芯的微珠封裝，常溫固化後，脫模；(5)真空定型將上述脫模後的構件放入真空袋內，放入暖房內抽真空，暖房溫度 80-100°C，負壓-0. 8兆帕，時間3小時，取出；真空袋採用具有良好延展性和高強度的尼龍膜或類似材料製成，用粘性的密封膠條與模具粘接在一起，將製件包裹在內，抽真空對製件施加壓力。真空袋內通常要放有透氣氈以使真空導路通暢。(6)合模、修邊將兩個構件合模，接口處用碳纖維絲採用環氧樹脂將接口封裝， 然後放入暖房固化，暖房溫度80-100°C，時間3小時，出殼，清邊打眼、安裝部件，即得成品。本實用新型所製造的蜂窩複合材料，通過檢測，在環境溫度-40°C +55°C，溼度為95%範圍內不會產生變形和」蠕變」，抗酸\鹼，承受震動頻率20Hz 2000Hz不會斷裂開膠.用此工藝生產的製品外形尺寸檢測，10件/組尺寸長度誤差為士0.01mm.符合國家相關標準。
權利要求1.一種小型無人機專用蜂窩複合材料，由面板與蜂窩夾層通過膠粘劑粘結成的層狀複合結構，其特徵在於所述面板由外面板、蜂窩夾層、內面板所構成的層狀複合結構，其中外面板依次由環氧罩光漆、面漆、外玻璃纖維層構成，內面板依次由裡玻璃纖維層、碳纖維混編布層構成，蜂窩夾層固裝在外面板的外玻璃纖維層與內面板的裡玻璃纖維層之間，各層通過模具採用熱固性樹脂進行粘接，凝固後即成成品。
2.根據權利要求1所述的小型無人機專用蜂窩複合材料，其特徵在於所述玻璃纖維布的厚度為0. lmm-0. 5mm ；碳纖維混編布為碳纖維布與玻璃纖維布經緯編織而成，其厚度 0. lmm-0. 5mm ；所述面漆為氨酯漆；所述罩光漆為聚酯漆類。
3.根據權利要求1所述的小型無人機專用蜂窩複合材料，其特徵在於所述蜂窩夾層由蜂窩芯及蜂窩芯材構成，蜂窩芯的每目的直徑為3mm，高度3mm ；蜂窩芯材為鋁箔、芳綸紙、玻璃紙或牛皮紙。
4.根據權利要求1或3所述的小型無人機專用蜂窩複合材料，其特徵在於在連接部位、承力部位的蜂窩芯內加裝有玻璃微珠。
專利摘要本實用新型涉及一種小型無人機專用蜂窩複合材料，由面板與蜂窩夾層通過膠粘劑粘結成的層狀複合結構，所述面板由外面板、蜂窩夾層、內面板所構成的層狀複合結構，其中外面板依次由環氧罩光漆、面漆、外玻璃纖維層構成，內面板依次由裡玻璃纖維層、碳纖維混編布層構成，蜂窩夾層固裝在外面板的外玻璃纖維層與內面板的裡玻璃纖維層之間，各層通過模具採用熱固性樹脂進行粘接，凝固後即成成品。本複合材料整體連接強度高，質輕，彎曲剛度大，飛行抗風壓能力強，隔音，隔熱，抗共振效果好，防火，防潮，耐磨，抗腐蝕，抗沙塵，成型後表面平整度高，熱脹冷縮變形小，蜂窩凹槽不明顯。
文檔編號B32B17/10GK202088536SQ201120112668
公開日2011年12月28日 申請日期2011年4月15日 優先權日2011年4月15日
發明者安廣勝, 田凱 申請人:天津全華時代航天科技發展有限公司