一种模块化柔性合页铰链及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种模块化柔性合页铰链及其制备方法，属于航天器柔性太阳电池翼制造技术领域，包括：S1、将玻纤铝箔粘接于下侧的聚酰亚胺薄膜上表面铰链孔的对应区域；S2、第一次固化成形；S201、聚酰亚胺薄膜上表面叠加玻纤预浸料；S202、在玻纤预浸料与玻纤铝箔的上表面叠加上侧的聚酰亚胺薄膜；S203、利用凹槽ETFE板材和ETFE棒材进行第一次固化成形得到带有半圆弧的铰链半成品；S3、第二次层压固化成形；S301、在上侧的聚酰亚胺薄膜上表面叠加玻纤预浸料；玻纤铝箔与玻纤预浸料的重叠区域宽度为3mm；S302、对折铰链半成品。本发明专利技术能够解决现有柔性太阳翼铰链在构型上存在铰链孔易撕裂、易变形等问题。易变形等问题。易变形等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种模块化柔性合页铰链及其制备方法


[0001]本专利技术属于航天器柔性太阳电池翼制造
，具体涉及一种模块化柔性合页铰链及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，国内外航天器太阳翼大多采用刚性构型方案，对应需配置刚性基板搭配弹簧铰链，存在单位面积重量大、收纳比低、收拢包络尺寸大等问题，已无法匹配现阶段航天器批量化生产、批组化发射、网络化部署的实际需求。
[0003]为满足现阶段航天器的发展需求，基于柔性基板及柔性合页铰链构型的堆叠收纳太阳电池翼方案应运而生，柔性基板搭配柔性合页铰链的构型方案不仅单位面积质量小，而且可同时兼顾收纳比及收拢包络的指标优势，应用前景广阔。然而，现有的柔性太阳翼铰链，如专利申请号202010600250.4的专利申请材料所述，在构型上存在铰链孔易撕裂、易变形等问题；在制备方法上存在流程繁琐、批产化难度大等诸多问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种模块化柔性合页铰链及其制备方法，用于解决现有柔性太阳翼铰链在构型上存在铰链孔易撕裂、易变形等问题；在制备方法上存在流程繁琐、批产化难度大等诸多问题。
[0005]本专利技术的第一目的是提供一种模块化柔性合页铰链；包括：
[0006]S1、将长条形的玻纤铝箔粘接于下侧的聚酰亚胺薄膜上表面铰链孔的对应区域；
[0007]S2、第一次固化成形；具体为：
[0008]S201、在所述聚酰亚胺薄膜上表面叠加玻纤预浸料，所述玻纤预浸料的一个侧壁与玻纤铝箔的一个侧壁贴合；
[0009]S202、在所述玻纤预浸料与玻纤铝箔的上表面叠加上侧的聚酰亚胺薄膜；上侧的聚酰亚胺薄膜与玻纤铝箔的重叠区域宽度为3mm；
[0010]S203、利用凹槽ETFE板材和ETFE棒材进行第一次固化成形得到带有半圆弧的铰链半成品；其中：所述凹槽ETFE板材的上表面设置有直径为R的半圆形凹槽，所述ETFE棒材的半径r小于R；
[0011]S3、第二次层压固化成形；具体为：
[0012]S301、在上侧的聚酰亚胺薄膜上表面叠加玻纤预浸料；玻纤铝箔与玻纤预浸料的重叠区域宽度为3mm；
[0013]S302、以半圆弧的对称面为基准面，对折铰链半成品。
[0014]优选地，还包括：S4、根据实际应用条件，对二次层压固化成形后产品进行裁切。
[0015]优选地，所述玻纤预浸料的上表面与玻纤铝箔的上表面共面。
[0016]优选地，所述聚酰亚胺薄膜的厚度是50微米。
[0017]优选地，当铰链孔的直径为2mm时，玻纤铝箔的宽度为12.30mm；当铰链孔的直径不
为2mm时，玻纤铝箔的宽度为B＝πd+6；其中：B为玻纤铝箔的宽度，d为铰链孔的直径。
[0018]优选地，所述玻纤预浸料的厚度为100微米。
[0019]优选地，R等于4mm，r等于3mm。
[0020]本专利技术的第二目的是提供一种模块化柔性合页铰链，由上述的模块化柔性合页铰链制备方法得到。
[0021]本专利技术具有的优点和积极效果是：
[0022]本专利技术采用50微米的聚酰亚胺薄膜作为主材。使用特定尺寸规格单侧背胶玻纤铝箔，粘接于清洁的聚酰亚胺薄膜铰链孔对应区域；依次叠加100微米玻纤预浸料、50微米聚酰亚胺薄膜后进行第一次层压固化成形；叠加100微米玻纤预浸料后，对折最下层聚酰亚胺薄膜后进行第二次层压固化成形；根据实际应用条件，裁切成形。
[0023]本专利技术通过对铰链孔处分层结构进行重构，添加玻纤铝箔加强层提高铰链孔的抗撕裂及保形能力；通过在原材料端引入纤维材料预浸工艺，相较于采用液态胶粘剂涂覆工艺，极大的简化制作过程中粘接操作流程、明显降低批量化生产精度保持难度。本模块化柔性合页铰链制备方法的使用，为此类构型铰链的批量化生产及大规模应用提供了良好基础，在降低生产成本及提高生产效率的基础上，最终实现基于使用模块化柔性合页铰链技术的柔性太阳电池翼在航天器能源系统的批量化应用。
附图说明
[0024]图1为本专利技术优选实施例的流程图，用于显示每个步骤俯视状态下的结构；
[0025]图2为本专利技术优选实施例的流程图，用于显示每个步骤右视状态下的结构；
[0026]图3为本专利技术优选实施例中第一次固化成形的结构图。
[0027]其中：1、聚酰亚胺薄膜；2、单侧背胶玻纤铝箔；3、玻纤预浸料；4、ETFE棒材；5、凹槽ETFE板材。
具体实施方式
[0028]为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的技术方案，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]请参阅图1至图3。模块化柔性合页铰链制作过程所需材料包括：50微米的聚酰亚胺薄膜1、单侧背胶玻纤铝箔2、100微米玻纤预浸料3、3mm直径的ETFE棒材4、具有4mm直径凹槽的ETFE板材5。
[0031]本专利技术所述模块化柔性合页铰链制作方法共包括铰链孔加强材料粘接、芯层粘接、对压成形、裁剪成形4个步骤，具体为：
[0032]步骤1，使用单侧背胶玻纤铝箔，粘接于清洁的聚酰亚胺薄膜中间铰链孔对应区域。2mm铰链孔直径对应玻纤铝箔宽度约为12.30mm，其他铰链孔直径尺寸d对应玻纤铝箔宽度B计算参考公式，B＝πd+6；
[0033]步骤2，在步骤1的状态之上，依次叠加100微米玻纤预浸料、50微米聚酰亚胺薄膜，保证于玻纤铝箔的重叠区域宽度为3mm。如图2所示，将上述状态铰链半成品放置于4mm直径凹槽ETFE板材5之上，使用3mm直径ETFE棒材4压入凹槽后，可进行第一次固化成形；
[0034]步骤3，叠加100微米玻纤预浸料于步骤2聚酰亚胺薄膜之上，对折步骤1聚酰亚胺薄膜，保证玻纤铝箔与玻纤预浸料的重叠区域宽度为3mm，进行第二次层压固化成形；
[0035]步骤4，根据实际应用条件，对二次层压固化成形后产品进行裁切成形(根据实际应用力学条件情况，铰链孔长度可适应调整，如端部应力集中区域铰链孔长度可适量减短，中部力学条件较好区域铰链孔长度可适量加长)。
[0036]一种模块化柔性合页铰链，由上述的模块化柔性合页铰链制备方法得到。
[0037]以上所述仅是对本专利技术的较佳实施例而已，并非对本专利技术作任何形式上的限制，凡是依据本专利技术的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本专利技术技术方案的范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模块化柔性合页铰链的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将长条形的玻纤铝箔(2)粘接于下侧的聚酰亚胺薄膜(1)上表面铰链孔的对应区域；S2、第一次固化成形；具体为：S201、在所述聚酰亚胺薄膜(1)上表面叠加玻纤预浸料(3)，所述玻纤预浸料(3)的一个侧壁与玻纤铝箔(2)的一个侧壁贴合；S202、在所述玻纤预浸料(3)与玻纤铝箔(2)的上表面叠加上侧的聚酰亚胺薄膜(1)；上侧的聚酰亚胺薄膜(1)与玻纤铝箔(2)的重叠区域宽度为3mm；S203、利用凹槽ETFE板材(5)和ETFE棒材(4)进行第一次固化成形得到带有半圆弧的铰链半成品；其中：所述凹槽ETFE板材(5)的上表面设置有直径为R的半圆形凹槽，所述ETFE棒材(4)的半径r小于R；S3、第二次层压固化成形；具体为：S301、在上侧的聚酰亚胺薄膜(1)上表面叠加玻纤预浸料(3)；玻纤铝箔(2)与玻纤预浸料(3)的重叠区域宽度为3mm；S302、以半圆弧的对称面为基准面，对折铰链半成品。2.根据权利要求1所述的模块化柔性...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾石磊，黄洪昌，申绪男，刘磊，刘振东，宋金洋，
申请(专利权)人：中电科能源有限公司，
类型：发明
国别省市：