一种用于飞行器的碳玻混杂复合材料蒙皮及其制备工艺制造技术

本发明专利技术提供一种用于飞行器的碳玻混杂复合材料蒙皮及其制备工艺，涉及飞行器配件的技术领域。一种用于飞行器的碳玻混杂复合材料蒙皮，蒙皮的材料为碳纤维、玻璃纤维、树脂的混合物，蒙皮为一体成型结构；碳纤维、玻璃纤维的混合物的质量百分比的取值范围在60％

【技术实现步骤摘要】
一种用于飞行器的碳玻混杂复合材料蒙皮及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及飞行器配件的
，尤其是涉及一种用于飞行器的碳玻混杂复合材料蒙皮及其制备工艺。

技术介绍

[0002]飞行器蒙皮，是指包围在飞行器骨架结构外，用粘接剂或铆钉固定于骨架上，形成飞行器气动力外形的维形构件。飞行器蒙皮与骨架所构成的蒙皮结构具有较大承载力及刚度，自重轻，起到承受和传递气动载荷的作用。
[0003]上述现有技术中，为了提高承载力及刚度，飞行器蒙皮大多采用金属材料制作，并且蒙皮各个位置的厚度均相同。
[0004]但是，金属材料的飞行器蒙皮重量沉，导致飞行器的整体重量沉；并且飞行器蒙皮的结构设计复杂，需要加工多个板体，然后采用多个连接结构件进行固定，加工工艺复杂；蒙皮各处的厚度均相同，连接结构件连接的位置承载力效果差。使用时，产品的抗冲击性能差，稳定性差。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种用于飞行器的碳玻混杂复合材料蒙皮，以解决现有技术中存在的，金属材料的飞行器蒙皮重量沉，结构设计复杂，连接结构件连接的位置承载力效果差，使用时，产品的抗冲击性能差，稳定性差的技术问题。
[0006]本专利技术还提供一种用于飞行器的碳玻混杂复合材料蒙皮的制备工艺，以解决现有技术中，金属材料的飞行器蒙皮加工工艺复杂的技术问题。
[0007]本专利技术提供的一种用于飞行器的碳玻混杂复合材料蒙皮，蒙皮的材料为碳纤维、玻璃纤维、树脂的混合物，蒙皮为一体成型结构；
[0008]碳纤维、玻璃纤维的混合物的质量百分比的取值范围在60％
‑
70％之间，树脂的质量百分比的取值范围在40％
‑
30％之间，
[0009]其中，碳纤维、玻璃纤维的成分比例范围在1:2至1:10之间；
[0010]蒙皮设有非加厚区和加厚区，加厚区的厚度大于非加厚区的厚度，并且该厚度差值的取值范围在1mm
‑
10mm之间。
[0011]进一步的，非加厚区的层数由内至外依次包括：碳纤维层、玻璃纤维层。
[0012]进一步的，加厚区包括弹体配合面加厚区、口盖翻边加厚区；
[0013]弹体配合面加厚区的层数由内至外依次包括：碳纤维层、玻璃纤维层；玻璃纤维层设有玻璃纤维加厚层，玻璃纤维加厚层内部设有玻璃纤维填充层，玻璃纤维加厚层外部设有玻璃纤维牺牲层；
[0014]口盖翻边加厚区的层数由内至外依次包括：碳玻混杂层、碳纤维层、玻璃纤维层；碳玻混杂层中的碳纤维与玻璃纤维的成分比例为1:1。
[0015]进一步的，蒙皮的壁厚取值范围在2mm
‑
20mm之间。
[0016]进一步的，蒙皮是截面形状为M型的异形曲面结构。
[0017]进一步的，蒙皮中间位置的弧形板上设有螺栓安装孔、口盖孔；
[0018]口盖孔处连接口盖；
[0019]弧形板的两侧分别通过底板连接有侧板，底板上设有吊环螺钉避让孔。
[0020]本专利技术提供的一种用于飞行器的碳玻混杂复合材料蒙皮的制备工艺，包括如下步骤：
[0021]步骤一：备料
[0022]将碳纤维预浸料、玻璃纤维预浸料以1:2的比例进行备料；
[0023]步骤二：模具的表面涂脱模剂、涂刷底胶
[0024]对模具的表面进行清洁操作，然后在模具的表面涂脱模剂；
[0025]将I S1301树脂溶于丙酮中，充分搅拌后形成底胶，涂刷在模具的表面，刷涂后进行晾晒；
[0026]晾晒完毕后，使用下料机进行下料；
[0027]步骤三：蒙皮模具的表面铺放纤维层
[0028]铺放顺序为：非加厚区、弹体配合面加厚区、口盖翻边加厚区在蒙皮模具的表面铺放预浸料，采用如下铺放顺序：
[0029]首先，铺放非加厚区：以蒙皮长度为轴向0
°
方向，采用0
°
、90
°
、45
°
、
‑
45
°
、0
°
循环的顺序，对蒙皮模具的表面依次进行碳纤维预浸料铺放、玻璃纤维预浸料铺放，在蒙皮模具的表面依次形成碳纤维层、玻璃纤维层；
[0030]其次，铺放弹体配合面加厚区：在玻璃纤维层的内部形成玻璃纤维加厚层；在玻璃纤维加厚层的内部形成玻璃纤维填充区，采用玻璃纤维预浸料填充，形成玻璃纤维填充层；在玻璃纤维加厚层的外部形成玻璃纤维牺牲区，采用玻璃纤维预浸料进行填充，形成玻璃纤维牺牲层；
[0031]再次，铺设口盖翻边加厚区：先铺设加厚区的碳玻混杂层，一共铺设10层，其中的铺层方式为1层至10层中的单数层为碳纤维层，1层至10层中的双数层为玻璃纤维层，碳纤维预浸料与玻璃纤维预浸料的比例为1:1；依次在碳玻混杂层的上部铺设碳纤维层、玻璃纤维层；
[0032]最后，将口盖连接在口盖孔处，利用多个插销螺套固定口盖的侧边；
[0033]步骤四：蒙皮固化
[0034]蒙皮模具表面的预浸料铺放完毕后，对蒙皮采用以下干法成型的方式进行固化：
[0035]①
在预浸料的表面铺贴一层脱模布；
[0036]②
在料片的表面包覆滤纸，并用胶带固定；
[0037]③
在料片的表面包覆无孔隔离膜，并用胶带固定；
[0038]④
在料片的表面包覆透气毡，并用胶带固定；
[0039]⑤
在料片的表面包覆真空袋膜，然后在室温下进行抽真空；
[0040]⑥
将模具转运至热压罐，在模具的表面接热电偶；
[0041]对上述模具进行升温加压固化；
[0042]步骤五：蒙皮脱模处理
[0043]固化结束后，将蒙皮毛坯件取出，去除真空薄膜、密封胶条、模具表面的辅材；
[0044]步骤六：成型蒙皮机加工处理
[0045]首先，加工飞行器碳玻混复合材料蒙皮的外轮廓；
[0046]其次，加工口盖操作孔；
[0047]最后，将蒙皮与骨架组装，组装后连同骨架一起放置在机床上，对弹体配合面加厚区进行CNC加工，使弹体配合面加厚区与非加厚区圆滑过渡；即可完成产品的加工。
[0048]本专利技术还提供一种用于飞行器的碳玻混杂复合材料蒙皮的制备工艺，包括如下步骤：
[0049]步骤一：备料
[0050]将碳纤维、玻璃纤维以1:2的比例进行备料；
[0051]步骤二：模具的表面涂脱模剂、涂刷底胶
[0052]对模具的表面进行清洁操作，然后在模具的表面涂脱模剂；
[0053]将I S1301树脂溶于丙酮中，充分搅拌后形成底胶，涂刷在模具的表面，刷涂后进行晾晒；
[0054]晾晒完毕后，使用下料机进行下料；
[0055]步骤三：蒙皮模具的表面铺放纤维层
[0056]铺放顺序为：非加厚区、弹体配合面加厚区、口盖翻边加厚区在蒙皮模具的表面铺放干纤维，采用如下铺放顺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于飞行器的碳玻混杂复合材料蒙皮，其特征在于，所述蒙皮的材料为碳纤维、玻璃纤维、树脂的混合物，所述蒙皮为一体成型结构；所述碳纤维、所述玻璃纤维的混合物的质量百分比的取值范围在60％
‑
70％之间，所述树脂的质量百分比的取值范围在40％
‑
30％之间，其中，所述碳纤维、所述玻璃纤维的成分比例范围在1:2至1:10之间；所述蒙皮设有非加厚区和加厚区，所述加厚区的厚度大于所述非加厚区的厚度，并且该厚度差值的取值范围在1mm
‑
10mm之间。2.根据权利要求1所述的一种用于飞行器的碳玻混杂复合材料蒙皮，其特征在于，所述非加厚区的层数由内至外依次包括：碳纤维层(101)、玻璃纤维层(102)。3.根据权利要求1所述的一种用于飞行器的碳玻混杂复合材料蒙皮，其特征在于，所述加厚区包括弹体配合面加厚区、口盖翻边加厚区；所述弹体配合面加厚区的层数由内至外依次包括：碳纤维层(101)、玻璃纤维层(102)；所述玻璃纤维层(102)设有玻璃纤维加厚层(103)，所述玻璃纤维加厚层(103)内部设有玻璃纤维填充层(104)，所述玻璃纤维加厚层(103)外部设有玻璃纤维牺牲层(105)；所述口盖翻边加厚区的层数由内至外依次包括：碳玻混杂层(106)、碳纤维层(101)、玻璃纤维层(102)；所述碳玻混杂层(106)中的碳纤维与玻璃纤维的成分比例为1:1。4.根据权利要求1所述的一种用于飞行器的碳玻混杂复合材料蒙皮，其特征在于，所述蒙皮的壁厚取值范围在2mm
‑
20mm之间。5.根据权利要求1所述的一种用于飞行器的碳玻混杂复合材料蒙皮，其特征在于，所述蒙皮是截面形状为M型的异形曲面结构。6.根据权利要求5所述的一种用于飞行器的碳玻混杂复合材料蒙皮，其特征在于，所述蒙皮中间位置的弧形板(107)上设有螺栓安装孔(108)、口盖孔(109)；所述口盖孔(109)处连接口盖(110)；所述弧形板(107)的两侧分别通过底板(111)连接有侧板(112)，所述底板(111)上设有吊环螺钉避让孔(113)。7.一种用于飞行器的碳玻混杂复合材料蒙皮的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：备料将碳纤维预浸料、玻璃纤维预浸料以1:2的比例进行备料；步骤二：模具的表面涂脱模剂、涂刷底胶对模具的表面进行清洁操作，然后在模具的表面涂脱模剂；将IS1301树脂溶于丙酮中，充分搅拌后形成底胶，涂刷在模具的表面，刷涂后进行晾晒；晾晒完毕后，使用下料机进行下料；步骤三：蒙皮模具的表面铺放纤维层铺放顺序为：非加厚区、弹体配合面加厚区、口盖翻边加厚区在蒙皮模具的表面铺放预浸料，采用如下铺放顺序：首先，铺放非加厚区：以蒙皮长度为轴向0
°
方向，采用0
°
、90
°
、45
°
、
‑
45
°
、0
°
循环的顺序，对蒙皮模具的表面依次进行碳纤维预浸料铺放、玻璃纤维预浸料铺放，在蒙皮模具的表面依次形成碳纤维层(101)、玻璃纤维层(102)；
其次，铺放弹体配合面加厚区：在玻璃纤维层(102)的内部形成玻璃纤维加厚层(103)；在玻璃纤维加厚层(103)的内部形成玻璃纤维填充区，采用玻璃纤维预浸料填充，形成玻璃纤维填充层(104)；在玻璃纤维加厚层(103)的外部形成玻璃纤维牺牲区，采用玻璃纤维预浸料进行填充，形成玻璃纤维牺牲层(105)；再次，铺设口盖翻边加厚区：先铺设加厚区的碳玻混杂层(106)，一共铺设10层，其中的铺层方式为1层至10层中的单数层为碳纤维层(101)，1层至10层中的双数层为玻璃纤维层(102)，碳纤维预浸料与玻璃纤维预浸料的比例为1:1；依次在碳玻混杂层(106)的上部铺设碳纤维层(101)、玻璃纤维层(102)；最后，将口盖(110)连接在口盖孔(109)处，利用多个插销螺套固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：安梦雷，朱超，张耀伟，要锦伟，祁腾飞，季宝锋，
申请(专利权)人：天津爱思达航天科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：