一种冠形复合材料蜂窝夹层天线罩及其成型工装、方法技术

本发明专利技术公开了一种冠形复合材料蜂窝夹层天线罩及其成型工装、方法，该天线罩为复合材料与蜂窝夹层制成，其包括罩壳部和罩沿部；所述罩壳部设有蜂窝夹心层，所述罩沿部设有玻纤加强层，在保证在不影响透波率的情况下达到需要的机械强度，同时大大减轻天线罩的重量，利于轻量化设计；该天线罩成型工装采用软性盖板辅助阳模组件对天线罩成型，软性盖板随形性好，且其内表面为碳纤织物，其可保证天线罩的外观平滑度及型面精度，有效避免天线表面产生凹陷和胶棱；阳模设有脱模顶出装置，便于脱模；采用该天线罩成型工装进行天线罩成型，方法简单，效果显著，具有非常好的使用价值。具有非常好的使用价值。具有非常好的使用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种冠形复合材料蜂窝夹层天线罩及其成型工装、方法


[0001]本专利技术涉及一种冠形复合材料蜂窝夹层天线罩及其成型工装、方法。

技术介绍

[0002]随着现代无线通信技术的发展，多功能通信系统的应用越来越广泛，对天线罩的设计及制造提出了更高的要求。天线罩是罩在天线上的一种壳体结构，其集高透波率与机械防护为一体，保护天线系统免受外部环境影响，给天线系统提供了一个安全可靠的工作环境，为长时间工作的天线延长了使用寿命，也使天线系统的选址更加灵活。因此，天线罩不仅承受气动载荷的作用，还要满足气动外形和透波性能的要求。
[0003]由于处于室外的天线系统通常为露天工作，直接受到自然界中暴风雨、酸雨、冰雹、冰雪、沙尘、雾霾以及烈日等因素的侵袭，这些因素容易致使天线系统的精度降低、寿命缩短、工作可靠性差等问题。因此，天线罩在设计时，不仅要求其在机械性能上能经受外部恶劣环境的作用，还要求其满足一定的电性能要求，尤其是透波率的指标。另外，当天线罩作为一种飞行器的结构件时，轻量化也成为设计过程中重要的考虑因素，因为有研究表明，重量的减轻将提升飞机等飞行器的性能，继而能有效降低运营成本。
[0004]然而，现有的天线罩很难同时达到上述的设计要求，因此，发展航空航天新材料、探索新工艺，成为天线罩制备技术发展的关键。

技术实现思路

[0005]针对上述存在的问题及为了达到上述的目的，本专利技术提供一种冠形复合材料蜂窝夹层天线罩及其成型工装、方法，天线罩的材料选用玻璃纤维预浸布与蜂窝夹层结构，成型工艺采用金属阳模结合软性盖板的成型工艺，可有效兼顾机械性能、透波率指标及轻量化的设计要求。具体技术方案如下：首先，本专利技术提供一种冠形复合材料蜂窝夹层天线罩，该天线罩为复合材料与蜂窝夹层制成，其包括罩壳部和罩沿部；所述罩壳部设有蜂窝夹心层，所述罩沿部设有玻纤加强层。
[0006]前述的冠形复合材料蜂窝夹层天线罩，所述罩壳部的结构从内至外依次包括第一玻纤层、蜂窝夹心层和第二玻纤层；所述罩沿部的结构从内至外依次包括第一玻纤层、玻纤加强层和第二玻纤层；所述罩壳部的第一玻纤层和第二玻纤层与罩沿部的第一玻纤层、第二玻纤层一体成型。即天线罩的内外表面均由多层玻璃纤维整铺，中间铺层底部为多层玻璃纤维加强层，中间铺层中部及天线罩冠顶为蜂窝夹芯层。所述罩沿部的玻纤加强层厚度与蜂窝夹心层厚度相当，且向罩壳部延伸一定高度，在保证在不影响透波率的情况下达到需要的机械强度。
[0007]优选的，所述第一玻纤层和第二玻纤层的厚度均为0.092～0.23mm；所述蜂窝夹心层及玻纤加强层的厚度均为0.8～1.5mm；所述玻纤加强层向罩壳部延伸的高度为10～25mm。
[0008]其次，本专利技术提供一种冠形复合材料蜂窝夹层天线罩成型工装，该成型工装包括阳模组件和软性盖板；所述阳模组件用前述的冠形复合材料天线罩内型面成型，所述软性盖板用于前述的冠形复合材料天线罩外型面成型。
[0009]前述的冠形复合材料蜂窝夹层天线罩，所述阳模组件包括阳模主体和脱模顶出装置；所述阳模主体一体成型，其包括罩壳成型部和罩沿成型部；所述脱模顶出装置位于阳模主体的罩沿成型部上，且靠近罩壳成型部设置。
[0010]前述的冠形复合材料蜂窝夹层天线罩，所述脱模顶出装置包括顶出板和顶出丝；所述顶出板位于阳模主体罩沿成型部的型面上，所述罩沿成型部对应顶出板的位置设有顶出丝孔，所述顶出丝设置在顶出丝孔内。
[0011]优选的，所述顶出板为一环形板，其套设在阳模主体罩沿成型部的型面上；所述顶出丝为一个、两个或多个，其穿过顶出丝孔将顶出板顶起。
[0012]优选的，所述软性盖板的形状与待成型的冠形复合材料天线罩的形状一致，其包括碳纤维内层和碳纤维内层；所述碳纤维内层为碳纤维增强复合材料制成，其厚度为0.3～0.7mm，所述碳纤维内层为硅橡胶，其厚度为1.5～3mm，以保证能承受冠形复合材料天线罩成的温度及提供相应的压力。
[0013]另外，本专利技术还提供一种冠形复合材料蜂窝夹层天线罩成型方法，该方法为使用前的成型工装成型冠形复合材料天线罩，包括步骤如下：步骤一：阳模组件装配：将脱模顶出装置按照要求组装在阳模主体上，备用；步骤二：铺贴封装：在装配好的阳模组件上依次铺贴第一玻纤层、蜂窝夹心层和玻纤加强层、第二玻纤层、脱模布，然后罩上软性盖板，最后采用真空袋及密封条封装；步骤三：固化成型：将铺贴封装好的模具及料片一起送入烘箱，在设定的固化参数下固化成型；固化温度优选为180
±
6℃，进行全程抽真空固化；步骤四：顶出脱模：拆下软性盖板及脱模布，拆除顶出板的固定件，然后通过顶出丝将顶出板向上顶起，继而将成型的天线罩从阳模上顶出脱模；本专利技术方法的有益效果：本专利技术通过软性盖板辅助金属工装完成冠形圆柱状复合材料玻璃纤维蜂窝夹芯天线罩的制造，达到了以下技术效果：1、本专利技术天线罩的材料选择透波性复合材料玻璃纤维，中间及冠顶部分采用蜂窝夹芯设计，该两种材料介电常数低，电磁波在天线罩壁的反射较小，电性能高，透波率高。
[0014]2、本专利技术天线罩内外各铺贴多层全面覆盖的玻璃纤维预浸料，可以有效减缓蜂窝芯格空腔对天线罩外观的影响，使表面凹陷的程度减低，减少零件腻子填充层的厚度，提高零件的透波率。
[0015]3、本专利技术天线罩底部局部多层玻纤加强铺层和蜂窝夹芯设计罩体，增强了天线罩的机械强度和刚度，也提升了天线罩的承载能力，有效保证天线罩在钻孔、装配过程及露天恶劣的环境中不崩裂或破损。
[0016]4、本专利技术天线罩蜂存在窝夹芯结构，其轻量化设计，有效降低飞行器的重量，提升飞行器的性能，可降低运营成本。
[0017]5、本专利技术天线罩成型方法，采用金属阳模结合软性盖板的成型工艺，即天线罩内腔采用金属阳模，外表面采用随形的软性盖板辅助成型。由于软性盖板的内表面（零件接触
面）为细腻的碳纤织物，且具有一定刚度，其可保证天线罩的外观平滑度及型面精度，有效避免零件表面因制袋或蜂窝夹芯空腔产生凹陷和胶棱，同时进一步减少零件腻子填充层的厚度，保证天线罩的平面度，提高其透波率。
[0018]6、本专利技术天线罩成型方法，采用顶出板和顶出丝脱模，操作方便且能提高效率，最重要的是通过顶出板将成型的天线罩整体顶出，避免脱模操作时的局部用力拉扯，保证天线罩的整体机械强度。
[0019]总体而言，本专利技术天线罩成型方法简单，成型工装简洁而效果突出，所制备的天线罩同时具备优越的机械性能及透波性能，同时采用玻纤夹蜂窝层的设计，极大地减轻了天线罩的重量，利于飞机等航空航天飞行器的轻量化设计，对发展先进武器和促进国防现代化也同样具有重要意义。
附图说明
[0020]图1为本专利技术冠形复合材料蜂窝夹层天线罩成型工装的阳模组件结构示意图；图2为本专利技术冠形复合材料蜂窝夹层天线罩成型装置整体示意图。
[0021]图中：1、蜂窝夹心层；2、玻纤加强层；3、第一玻纤层；4、第二玻纤层；5、阳模组件；51、阳模主体；511、罩壳成型部；512、罩沿成型部；52、脱模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冠形复合材料蜂窝夹层天线罩，其特征在于：该天线罩为复合材料制成，其包括罩壳部和罩沿部；且所述罩壳部设有蜂窝夹心层（1），所述罩沿部设有玻纤加强层（2）。2.根据权利要求1所述的冠形复合材料蜂窝夹层天线罩，其特征在于：所述罩壳部从内至外依次包括第一玻纤层（3）、蜂窝夹心层（1）和第二玻纤层（4）；所述罩沿部从内至外依次包括第一玻纤层（3）、玻纤加强层（2）和第二玻纤层（4）；所述罩壳部的第一玻纤层（3）和第二玻纤层（4）与罩沿部的第一玻纤层（3）、第二玻纤层（4）一体成型；所述罩沿部的玻纤加强层（2）厚度与蜂窝夹心层（1）厚度相当，且向罩壳部延伸一定高度。3.根据权利要求2所述的冠形复合材料蜂窝夹层天线罩，其特征在于：所述第一玻纤层（3）和第二玻纤层（4）厚度均为0.092～0.23mm；所述蜂窝夹心层（1）及玻纤加强层（2）厚度均为0.8～1.5mm；所述玻纤加强层（2）向罩壳部延伸的高度为10～25mm。4.一种冠形复合材料蜂窝夹层天线罩成型工装，其特征在于：包括阳模组件（5）和软性盖板（6）；所述阳模组件（5）用于权利要求1
‑
3任一项所述的冠形复合材料天线罩内型面成型，所述软性盖板（6）用于权利要求1
‑
3任一项所述的冠形复合材料天线罩外型面成型。5.根据权利要求4所述的冠形复合材料天线罩成型工装，其特征在于：所述阳模组件（5）包括阳模主体（51）和脱模顶出装置（52）；所述阳模主体（51）一体成型，其包括罩壳成型部（511）和罩沿成型部（512）；所述脱模顶出装置（52）位于阳模主体（51）的罩沿成型部（512）上，且靠近罩壳成型部（511）设置。6.根据权利要求5所述的冠形复合材料蜂窝夹层天线罩成型工装，其特征在于：所述脱模顶出装置（52）包括顶出板（521）和顶出丝（522）；所述顶出板（521）设置在阳模主体（51）罩沿成型部（512）的型面上，所述罩沿成型部（512）对...

【专利技术属性】
技术研发人员：林丽萍，马秀菊，黎玉钦，姚博卿，曹习飞，孙成，姚海涛，任慧敏，
申请(专利权)人：航天海鹰镇江特种材料有限公司，
类型：发明
国别省市：