一种一体化超轻质无人飞机制造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种一体化超轻质无人飞机制造工艺，包括以下步骤：微珩架构设计和力学仿真，建立了各种对应整体结构的轻质和特殊力学要求微细几何结构参数描述方法、微细结构参数与宏观性能之间的依赖关系、微细结构组成阵列跨尺度的力学性能等各类数据库。根据无人飞机对结构和材料的性能和功能的特殊要求，发展了一系列新的设计软件工具和理论，帮助设计人员发现、认定和提出超轻质高强韧结构的新构型，使填充的微细结构充分发挥材料的特性，从而在满足型号要求的性能和功能的同时达到飞行器总体和部件减重的目的；通过激光快速分层制造设备实现无模具的、批量的生产，并且能够在24小时出厂，降低了制造成本，提高了生产速度。

【技术实现步骤摘要】
一种一体化超轻质无人飞机制造工艺
本专利技术涉及无人飞机制造
，具体涉及一种一体化超轻质无人飞机制造工艺。
技术介绍
无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。与有人驾驶飞机相比，无人机往往更适合那些太“愚钝，肮脏或危险”的任务。无人机按应用领域，可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需；目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。因此需要一种无人机来满足现代飞机要做到材料无余量设计，根据飞机机体各部分承重受力连续性变化对应轻质材料也同步连续性变换密度，且机体在满足力学指标前提下材料无余量，到达重量最轻的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种一体化超轻质无人飞机制造工艺，以来满足现代飞机要做到材料无余量设计，根据飞机机体各部分承重受力连续性变化对应轻质材料也同步连续性变换密度，且机体在满足力学指标前提下材料无余量，到达重量最轻的目的。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：本专利技术提供了一种一体化超轻质无人飞机制造工艺，包括以下步骤：步骤一：微珩架构设计和力学仿真，建立了各种对应整体结构的轻质和特殊力学要求微细几何结构参数描述方法、微细结构参数与宏观性能之间的依赖关系、微细结构组成阵列跨尺度的力学性能等各类数据库，连续均匀化载荷的变化对应微细结构几何拓扑变化的关系，并通过材料的微观构型和产品结构的宏观构型的同步设计，找到单胞型式等效的最小重量单胞设计；步骤二：制造塑胶机体和组件，制造飞机骨架；步骤三：在塑胶表面选择性沉积金属实现电子化皮肤；步骤四：在骨架内部形成功能层，在空隙率大的机体内部可以整体形成油管、油箱和加强力学指标的后期灌注凝固而成的超弹性材料管路，信号管路等结构。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤一中微珩架构设计是一种有序结构，所述微珩架构构造千变万化的微结构在保持低密度的前提下内置的几何体从微米级变换到毫米级，所述微珩架构由高分子复合材料、金属材料或者陶瓷材料制成。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤一中微珩架构包括不同分形维数和几何结构，所述不同分形维数和几何结构的微单元具有不同的抗压、抗拉、弯曲模量以及伸长率，所述不同分形维数和几何结构的微单元也对应不同的有效密度。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤二中采用激光快速分层制造设备，所述激光快速分层制造设备以CAD/CAM技术、数控技术、材料科学等为基础，所述激光快速分层制造设备以较快的速度将计算机实体模型转化为具有一定结构功能的产品原型，或直接制造出零件。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤三中通过在高分子材料表面选择性的沉积精密和紧密金属，进而把天线等器件直接装配在飞机表面，再喷涂吸波和透波材料来实现电子化皮肤。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤三中电子化皮肤包括飞机中的GPS和遥控收发天线等。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤四中在空隙率大的机体比如侧翼。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述激光快速分层制造设备喷头的前端设置有电阻式加热器，所述电阻式加热器的加热温度为74度-230度。本专利技术所达到的有益效果是：根据无人飞机对结构和材料的性能和功能的特殊要求，发展了一系列新的设计软件工具和理论，帮助设计人员发现、认定和提出超轻质高强韧结构的新构型，使填充的微细结构充分发挥材料的特性，从而在满足型号要求的性能和功能的同时达到飞行器总体和部件减重的目的；通过激光快速分层制造设备实现无模具的、批量的生产，并且能够在24小时出厂，降低了制造成本，提高了生产速度；无人机中的GPS、遥控收发天线等省略了印制电路板、螺丝或者胶水，直接在机体表面沉积，构成曲面的电子皮肤层，具有共形设计、一体化，相比传统的材料和工艺更轻质、可靠性高等系列优点。本专利技术设计合理、结构简单、安全可靠、使用方便、易于维护，具有很好的推广使用价值。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面通过实施例对本专利技术作进一步详细的说明。具体实施方式实施例1本专利技术提供一种一体化超轻质无人飞机制造工艺，包括以下步骤：步骤一：微珩架构设计和力学仿真，建立了各种对应整体结构的轻质和特殊力学要求微细几何结构参数描述方法、微细结构参数与宏观性能之间的依赖关系、微细结构组成阵列跨尺度的力学性能等各类数据库，连续均匀化载荷的变化对应微细结构几何拓扑变化的关系，并通过材料的微观构型和产品结构的宏观构型的同步设计，将正四面体微单元填充进塑胶构架；步骤二：制造塑胶机体和组件，制造飞机骨架；步骤三：在塑胶表面选择性沉积金属实现电子化皮肤；步骤四：在骨架内部形成功能层，在空隙率大的机体内部可以整体形成油管、油箱和加强力学指标的后期灌注凝固而成的超弹性材料管路，信号管路等结构。实施例2本专利技术提供一种一体化超轻质无人飞机制造工艺，包括以下步骤：步骤一：微珩架构设计和力学仿真，建立了各种对应整体结构的轻质和特殊力学要求微细几何结构参数描述方法、微细结构参数与宏观性能之间的依赖关系、微细结构组成阵列跨尺度的力学性能等各类数据库，连续均匀化载荷的变化对应微细结构几何拓扑变化的关系，并通过材料的微观构型和产品结构的宏观构型的同步设计，将正方体微单元填充进塑胶构架；步骤二：制造塑胶机体和组件，制造飞机骨架；步骤三：在塑胶表面选择性沉积金属实现电子化皮肤；步骤四：在骨架内部形成功能层，在空隙率大的机体内部可以整体形成油管、油箱和加强力学指标的后期灌注凝固而成的超弹性材料管路，信号管路等结构。实施例3本专利技术提供一种一体化超轻质无人飞机制造工艺，包括以下步骤：步骤一：微珩架构设计和力学仿真，建立了各种对应整体结构的轻质和特殊力学要求微细几何结构参数描述方法、微细结构参数与宏观性能之间的依赖关系、微细结构组成阵列跨尺度的力学性能等各类数据库，连续均匀化载荷的变化对应微细结构几何拓扑变化的关系，并通过材料的微观构型和产品结构的宏观构型的同步设计，将正十二面体微单元填充进塑胶构架；步骤二：制造塑胶机体和组件，制造飞机骨架；步骤三：在塑胶表面选择性沉积金属实现电子化皮肤；步骤四：在骨架内部形成功能层，在空隙率大的机体内部可以整体形成油管、油箱和加强力学指标的后期灌注凝固而成的超弹性材料管路，信号管路等结构。通过对比实施例1-3发现，通过此工艺生产出来的无人机重量比普通得小，生产速度也有所提升。最后应说明的是：以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体化超轻质无人飞机制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：微珩架构设计和力学仿真，建立了各种对应整体结构的轻质和特殊力学要求微细几何结构参数描述方法、微细结构参数与宏观性能之间的依赖关系、微细结构组成阵列跨尺度的力学性能等各类数据库，连续均匀化载荷的变化对应微细结构几何拓扑变化的关系，并通过材料的微观构型和产品结构的宏观构型的同步设计，找到单胞型式等效的最小重量单胞设计；步骤二：制造塑胶机体和组件，制造飞机骨架；步骤三：在塑胶表面选择性沉积金属实现电子化皮肤；步骤四：在骨架内部形成功能层，在空隙率大的机体内部可以整体形成油管、油箱和加强力学指标的后期灌注凝固而成的超弹性材料管路，信号管路等结构。

【技术特征摘要】
1.一种一体化超轻质无人飞机制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：微珩架构设计和力学仿真，建立了各种对应整体结构的轻质和特殊力学要求微细几何结构参数描述方法、微细结构参数与宏观性能之间的依赖关系、微细结构组成阵列跨尺度的力学性能等各类数据库，连续均匀化载荷的变化对应微细结构几何拓扑变化的关系，并通过材料的微观构型和产品结构的宏观构型的同步设计，找到单胞型式等效的最小重量单胞设计；步骤二：制造塑胶机体和组件，制造飞机骨架；步骤三：在塑胶表面选择性沉积金属实现电子化皮肤；步骤四：在骨架内部形成功能层，在空隙率大的机体内部可以整体形成油管、油箱和加强力学指标的后期灌注凝固而成的超弹性材料管路，信号管路等结构。2.根据权利要求1所述的一种一体化超轻质无人飞机制造工艺，其特征在于，所述步骤一中微珩架构设计是一种有序结构，所述微珩架构构造千变万化的微结构在保持低密度的前提下内置的几何体从微米级变换到毫米级，所述微珩架构由高分子复合材料、金属材料或者陶瓷材料制成。3.根据权利要求1所述的一种一体化超轻质无人飞机制造工艺，其特征在于，所述步骤一中微珩架构包括不同分形维数和几何结构，所述不同分形维数和几...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉环，
申请(专利权)人：南安市创培电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35