一种复合材料机翼的制作方法技术

一种复合材料机翼的制作方法，所述碳纤维复合材料机翼由主翼、副翼和之间的柔性连接部构成，首先按设计尺寸准备好主翼、副翼用的蒙皮和泡沫芯材，柔性连接部以及金属垫块；并制备主翼用中间支撑的碳管，对泡沫芯材、金属垫块和碳管的表面进行粗化处理；将金属垫块和主翼泡沫芯材包裹一层膜状胶黏剂层，再将碳管、金属垫块与主翼泡沫芯材连接，通过柔性连接部将主翼与副翼的泡沫芯材连接，最后用蒙皮将主、副翼的泡沫芯材贴覆，保证副翼的摆动角度可控；最后固化成型。具有兼顾强度和刚性的同时，具有重量更轻、耐腐蚀、耐高低温及抗疲劳性好等特点，相对传统机翼减重效果明显，且主副翼模压一次成型，工艺流程短，生产效率高，适合大规模生产。大规模生产。大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料机翼的制作方法


[0001]本专利技术涉及一种新材料应用
，特别是一种复合材料机翼的制作方法。

技术介绍

[0002]碳纤维复合材料作为一种高比强度、高比模量的高性能结构材料，用其制作结构件具有结构可设计性强、工艺简单、减重效果明显等特点，被广泛应用于军工、航空航天等领域。军工中无人机具有重量轻、用途广、能耗低等特点。而机翼是无人机组成得重要部件之一，但是机翼也是无人机中最容易受到冲击的部件，机翼不仅需要保证其本身重量足够轻，还需具有良好的强度，能够承受转动中的强大压力和抗冲击力。大量的事实证明，90％以上的无人机损耗在机翼部位。通过碳纤维复合材料制备的无人机机翼因碳纤维具有密度小、比强度高、碰撞吸能性好等优点，目前在无人机领域得到了广泛的应用。但是目前的无人机机翼的结构复杂，存在机翼蒙皮不光滑，机翼与机身连接结构繁琐，机翼强度低以及制作繁琐的等缺点，无法很好的满足实际应用的需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种在兼顾强度和刚性的同时，具有工艺流程短，生产效率高特点的复合材料机翼的制作方法。
[0004]本专利技术要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种复合材料机翼的制作方法，其特点是：所述碳纤维复合材料机翼由主翼、副翼和之间的柔性连接部构成，其制备步骤如下：备料准备：按设计尺寸准备好主翼、副翼用的蒙皮和泡沫芯材，主副翼之间的柔性连接部以及主翼根部的金属垫块；并制备主翼用中间支撑的碳管，在主翼的泡沫芯材上开出放置碳管的凹槽；对上述的泡沫芯材、金属垫块和碳管的表面进行粗化处理；成型模具的准备，先把成型模具放在炉台上加热，然后在模具内表面刷油性脱模剂，提前把需要适配的根部金属垫块与模具和泡沫芯材相适配；主体制作：先将金属垫块和主、副翼泡沫芯材包裹一层膜状胶黏剂层，再将碳管与金属垫块通过环氧结构胶连接，将碳管置于主翼泡沫芯材的凹槽内，最后把金属垫块和主翼泡沫芯材连接，连接的缝隙用发泡胶填充，通过柔性连接部将主翼与副翼的泡沫芯材连接，最后用蒙皮将主、副翼的泡沫芯材贴覆，保证副翼的摆动角度可控；固化成型：将制作好的主体放置在模具中，然后将模具送上炉台加热快速固化，以使复合材料和金属件和泡沫更加有机结合在一起，增强其强度和刚性，固化后进行拆模，即得到机翼的毛坯；表面处理，按产品标识及外观要求对机翼表面进行打磨、喷漆及贴标处理。
[0005]本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的泡沫芯
材是PMI、PU、PVC、PET、轻木、环氧自膨胀胶片或芳纶纸蜂窝中的任意一种，采用发泡工艺成型，通过后期加工出需要的造型。
[0006]本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的金属垫块为碳钢、不锈钢、铜、铝合金或钛合金中的任意一种。
[0007]本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的碳管选用碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、玄武岩纤维复合材料、石英纤维复合材料、芳纶纤维复合材料中的一种或两种以上的组合的预浸料，采用卷管工艺进行卷制，然后送入烤箱中进行热压成型。
[0008]本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的蒙皮是碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、玄武岩纤维复合材料、石英纤维复合材料或芳纶纤维复合材料中的一种或两种以上的组合的预浸料。
[0009]本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的柔性连接部是芳纶织物或尼龙织物。
[0010]本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的泡沫芯材和金属垫块表面包裹的膜状胶黏剂层为包覆的环氧树脂胶黏剂膜层或者刮涂的单组分高温固化环氧树脂胶黏剂层，膜状胶黏剂层规格为100
‑
300g/m
²
，厚度为0.1
‑
0.5mm。
[0011]本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的蒙皮壁厚在0.2～3mm。
[0012]本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，固化成型是在130～150℃加热条件下进行快速固化，时间60～120min。
[0013]本专利技术与现有技术相比，所述的一种碳纤维复合材料机翼具有兼顾强度和刚性的同时，具有重量更轻、耐腐蚀、耐高低温及抗疲劳性好等特点，相对传统机翼减重效果明显，且主副翼模压一次成型，工艺流程短，生产效率高，适合大规模生产。
附图说明
[0014]图1为碳纤维机翼总图；图2为碳纤维机翼总剖视图；图3为泡沫芯材金属垫块连接的局部放大图。
[0015]其中：1—蒙皮、2—泡沫芯材、3碳管、4—金属垫块、5—柔性连接部、6—主翼、7—副翼。
具体实施方式
[0016]以下进一步描述本专利技术的具体技术方案，为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以便于本领域的技术人员进一步地理解本专利技术，下面将结合本专利技术实施例，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，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，而不构成对其权利的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
[0017]一种复合材料机翼的制作方法，所述碳纤维复合材料机翼由主翼、副翼和之间的
柔性连接部构成，其制备步骤如下：备料准备：按设计尺寸准备好主翼6、副翼7用的蒙皮1和泡沫芯材2，主副翼之间的柔性连接部5以及主翼根部的金属垫块4；并制备主翼用中间支撑的碳管3，在主翼的泡沫芯材上开出放置碳管的凹槽；对上述的泡沫芯材、金属垫块和碳管的表面进行粗化处理；泡沫芯材表面用砂纸进行粗化处理，金属垫块的表面需要在喷砂机内进行粗化处理，碳管表面也可用砂纸进行粗化；成型模具的准备，先把成型模具放在炉台上加热，然后在模具内表面刷油性脱模剂，提前把需要适配的根部金属垫块与模具和泡沫芯材相适配；主体制作：先将金属垫块和主、副翼泡沫芯材包裹一层膜状胶黏剂层，再将碳管与金属垫块通过环氧结构胶连接，将碳管置于主翼泡沫芯材的凹槽内，最后把金属垫块和主翼泡沫芯材连接，连接的缝隙用发泡胶填充，通过柔性连接部将主翼与副翼的泡沫芯材连接，连接使用环氧结构胶，最后用蒙皮将主、副翼的泡沫芯材贴覆，保证副翼的摆动角度可控；固化成型：将制作好的主体放置在模具中，然后将模具送上炉台加热快速固化，以使复合材料和金属件和泡沫更加有机结合在一起，增强其强度和刚性，固化后进行拆模，即得到机翼的毛坯；表面处理，按产品标识及外观要求对机翼表面进行打磨、喷漆及贴标处理。
[0018]所述的泡沫芯材是PMI、PU、PVC、PET、轻木、环氧自膨胀胶片或芳纶纸蜂窝中的任意一种，采用发泡工艺成型，通过后期加工出需要的造型。
[0019]所述的金属垫块为碳钢、不锈钢、铜、铝合金或钛合金中的任意一种。
[0020]所述的碳管选用碳纤维复合材料、玻璃纤维复合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合材料机翼的制作方法，其特征在于：所述碳纤维复合材料机翼由主翼、副翼和之间的柔性连接部构成，其制备步骤如下：备料准备：按设计尺寸准备好主翼、副翼用的蒙皮和泡沫芯材，主副翼之间的柔性连接部以及主翼根部的金属垫块；并制备主翼用中间支撑的碳管，在主翼的泡沫芯材上开出放置碳管的凹槽；对上述的泡沫芯材、金属垫块和碳管的表面进行粗化处理；成型模具的准备，先把成型模具放在炉台上加热，然后在模具内表面刷油性脱模剂；主体制作：先将金属垫块和主、副翼泡沫芯材包裹一层膜状胶黏剂层，再将碳管与金属垫块通过环氧结构胶连接，将碳管置于主翼泡沫芯材的凹槽内，最后把金属垫块和主翼泡沫芯材连接，连接的缝隙用发泡胶填充，通过柔性连接部将主翼与副翼的泡沫芯材连接，最后用蒙皮将主、副翼的泡沫芯材贴覆，保证副翼的摆动角度可控；固化成型：将制作好的主体放置在模具中，然后将模具送上炉台加热快速固化，以使复合材料和金属件和泡沫更加有机结合在一起，增强其强度和刚性，固化后进行拆模，即得到机翼的毛坯；表面处理，按产品标识及外观要求对机翼表面进行打磨、喷漆及贴标处理。2.根据权利要求1所述的复合材料机翼的制作方法，其特征在于：述的泡沫芯材是PMI、PU、PVC、PET、轻木、环氧自膨胀胶片或芳纶纸蜂窝中的任意一种，采用发泡工艺成型，通过后期加工出需要的造型。3.根据权利要求1所述的复合材料机翼的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：董海涛，尚武林，龙浩，高常青，杨威，邵士立，陈哲，乔乃福，
申请(专利权)人：连云港神鹰复合材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：