一种复合材料加热外衬及其成型方法技术

本发明专利技术一般涉及高分子复合材料成型技术领域，具体涉及一种复合材料加热外衬及其成型方法，用于与外部工件进行适配安装，外衬包括内表面和外表面，外表面用于提供外形面，内表面用于提供与外部工件配合的安装面；内表面设置有第一圆倒角，外表面设置有第二圆倒角，第一圆倒角的曲率半径大于第二圆倒角的曲率半径；外衬包括：基体，基体为高分子材料；设置在基体上的加热层，加热层包括金属走线以及设置在金属走线两侧的第一有机绝缘层和第二有机绝缘层，第一有机绝缘层设置外表面上，第二有机绝缘层设置在与基体贴合的一侧；加热层与基体通过在凹模上铺设材料并通过热压方式一体式成型。式成型。式成型。

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料加热外衬及其成型方法


[0001]本专利技术一般涉及高分子复合材料成型
，具体涉及一种复合材料加热外衬及其成型方法。

技术介绍

[0002]目前航空设备在飞行过程中机翼、旋翼、进气道等部位会结冰从而影响气动外形与飞行安全，故需要在这些部位采取防冰措施，保证飞行品质。
[0003]目前，现有的方式是在零件表面设置电加热片，通过电加热片实现防冰，然而直接在结构部位设置电加热片，可能会产生固定强度不够，尤其在一些异形或者曲面的结构上，电加热片的固定更加困难。
[0004]旨期望提出一种适用于电加热片安装的复合材料加热外衬。

技术实现思路

[0005]鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种复合材料加热外衬及其成型方法，通过设置外衬的方式设置与外衬一体化的电加热片，通过外衬将电加热片固定设置在外部工件上，提高异形工件上电加热片的固定效果。
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种复合材料加热外衬，用于与外部工件进行适配安装，所述外衬包括内表面和外表面，所述外表面用于提供外形面，所述内表面用于提供与外部工件配合的安装面；所述内表面设置有第一圆倒角，所述外表面设置有第二圆倒角，所述第一圆倒角的曲率半径大于所述第二圆倒角的曲率半径；所述外衬包括：基体，所述基体为高分子材料；设置在所述基体上的加热层，所述加热层包括金属走线以及设置在所述金属走线两侧的第一有机绝缘层和第二有机绝缘层，所述第一有机绝缘层设置在所述外表面上，所述第二有机绝缘层设置在与所述基体贴合的一侧；所述加热层与所述基体通过在凹模上铺设材料并通过热压方式一体式成型，其中，所述外衬包括侧壁以及设置在所述侧壁两端的第一平壁和第二平壁，所述侧壁包括平行设置的第一侧平壁和第二侧平壁以及设置在所述第一侧平壁和所述第二侧平壁之间的弧形连接壁；所述加热层设置在所述侧壁上，所述金属走线至少覆盖所述弧形连接壁；所述第一平壁包括与所述侧壁相接的第一曲线边缘，所述第二平壁包括与所述侧壁相接的第二曲线边缘，所述第一圆倒角包括设置在所述第一曲线边缘上的第一内圆倒角以及设置在所述第二曲线边缘上的第二内圆倒角；所述第二圆倒角包括设置在所述第一曲线边缘上的第一外圆倒角以及设置在所述第二曲线边缘上的第二外圆倒角。
[0007]可选地，所述第一平壁、所述第二平壁、所述第一侧平壁和所述第二侧平壁的边缘围绕形成开口，所述第一侧平壁和所述第二侧平壁上设置有多个安装孔。
[0008]可选地，所述第一曲线边缘的周长小于所述第二曲线边缘的周长。
[0009]可选地，弧形连接壁的母线与所述第一平壁和所述第二平壁之间呈夹角设置；所述弧形连接壁在靠近所述第一平壁的第一弧形边缘与靠近所述第二平壁的第二弧形边缘的周长相等，在沿所述第一平壁到第二平壁方向上，所述弧形连接壁的曲率半径相等。
[0010]可选地，所述第一内圆倒角的曲率半径大于等于4mm，所述第二内圆倒角的曲率半径大于等于4mm；所述第一外圆倒角的曲率半径小于等于2mm，所述第二外圆倒角的曲率半径小于等于2mm。
[0011]第二方面，本申请提供了一种复合材料加热外衬的成型方法，用于成型如以上任一所述的复合材料加热外衬，所述方法包括：预成型预浸块，所述预浸块的截面形状接近三角形，所述预浸块包括圆尖部和圆弧面，所述圆弧面与所述第一圆倒角的形状相匹配且所述圆弧面的曲率半径与所述第一圆倒角的曲率半径相等；所述圆尖部与所述第二圆倒角的形状相匹配且所述圆尖部的曲率半径与所述第二圆倒角的曲率半径相等；提供凹模包括用于成型所述外衬的模型腔体，所述模型腔体具有内倒角，所述内倒角的形状与所述第二圆倒角的形状相匹配且所述内倒角的曲率半径与所述第二圆倒角的曲率半径相等；在所述凹模内铺设用于成型所述加热层的材料，包括：在所述模型腔体内依次随形铺设第一有机绝缘层、金属走线、第二有机绝缘层；在所述模型腔体内的第二有机绝缘层上随形铺设用于成型所述基体的多层预浸料，包括：在相邻两预浸料之间铺设预浸块，所述预浸块的圆尖部与对应所述内倒角位置处的前序预浸料贴合，所述预浸块的圆弧面与对应所述内倒角位置处的后续预浸料贴合；在所述凹模上糊制真空袋，通过热压成型方式形成所述外衬。
[0012]可选地，在所述凹模内铺设用于成型所述加热层的材料之前，所述方法还包括：在所述第一有机绝缘层和所述第二有机绝缘层上在对应所述弧形连接壁的位置处分别预设剪口和通孔，所述通孔贯穿所述第一有机绝缘层和所述第二有机绝缘层，所述剪口至少经过所述弧形连接壁的中心母线，所述通孔贯穿所述第一有机绝缘层或所述第二有机绝缘层；以及预设金属走线，所述金属走线按照所述第一有机绝缘层和所述第二有机绝缘层上所述剪口和所述通孔的位置，形成避让所述剪口和所述通孔的折线状走线。
[0013]可选地，在相邻两预浸料之间铺设预浸块，方法包括：在所述模型腔体内的第二有机绝缘层上随形铺设至少一层第一预浸料；在至少一层第一预浸料上铺设预浸块，所述预浸块的圆尖部与对应内倒角位置上的第一预浸料贴合；在所述至少一层第一预浸料和所述预浸块上随形铺设至少一层第二预浸料，所述至少一层第二预浸料逐层整形后随形覆盖在所述预浸块的圆弧面上。
[0014]可选地，所述预浸块包括第一预浸条和第二预浸条，所述第一预浸条用于成型第一曲线边缘上的所述第一圆倒角和所述第二圆倒角，所述第二预浸条用于成型第二曲线边缘上的所述第一圆倒角和所述第二圆倒角；在至少一层第一预浸料上铺设预浸块，方法包括：在同一层所述第一预浸料上，在
对应所述第一曲线边缘上铺设第一预浸条以及在对应所述第二曲线边缘上铺设第二预浸条，所述第一预浸条自所述模型腔体的一侧延伸至另一侧，所述第二预浸条自所述模型腔体的一侧延伸至另一侧。
[0015]本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请实施例提供的复合材料加热外衬及其成型方法，通过采用基体与加热层一体式成型的方式，提高加热层与基体的连接强度，防止分层；通过外衬的方式将加热层固定在外部工件上，提高加热层的安装效果；通过设置外衬的内部的第一圆倒角大于外部的第二圆倒角的曲率半径，防止内部出现应力集中，另外，还可以使得外衬与工件更加贴合，提高与外部工件的配合安装效果。
附图说明
[0016]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术的一种复合材料加热外衬的结构示意图；图2为本专利技术的一种加热层的爆炸示意图；图3为本专利技术的一种基体的结构示意图；图4为本专利技术的一种基体的俯视图；图5为本专利技术的一种基体的侧视图；图6为本专利技术的另一种基体的结构示意图；图7为本专利技术的一种预浸块的结构示意图；图8为本专利技术的一种凹模的结构示意图（内置有复合材料产品）；图9为本专利技术的一种第一半凹模的结构示意图；图10为本专利技术的一种第一半凹模的结构示意图（内置有复合材料产品）；图11为本专利技术的一种加热层上金属走线的示意图；图12为本专利技术的另一种加热层上金属走线的示意图；图13为本专利技术的一种基体预浸料的铺层主视示意图；图14为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合材料加热外衬，其特征在于，用于与外部工件进行适配安装，所述外衬包括内表面和外表面，所述外表面用于提供外形面，所述内表面用于提供与外部工件配合的安装面；所述内表面设置有第一圆倒角，所述外表面设置有第二圆倒角，所述第一圆倒角的曲率半径大于所述第二圆倒角的曲率半径；所述外衬包括：基体，所述基体为高分子材料；设置在所述基体上的加热层，所述加热层包括金属走线以及设置在所述金属走线两侧的第一有机绝缘层和第二有机绝缘层，所述第一有机绝缘层设置在所述外表面上，所述第二有机绝缘层设置在与所述基体贴合的一侧；所述加热层与所述基体通过在凹模上铺设材料并通过热压方式一体式成型，其中，所述外衬包括侧壁以及设置在所述侧壁两端的第一平壁和第二平壁，所述侧壁包括平行设置的第一侧平壁和第二侧平壁以及设置在所述第一侧平壁和所述第二侧平壁之间的弧形连接壁；所述加热层设置在所述侧壁上，所述金属走线至少覆盖所述弧形连接壁；所述第一平壁包括与所述侧壁相接的第一曲线边缘，所述第二平壁包括与所述侧壁相接的第二曲线边缘，所述第一圆倒角包括设置在所述第一曲线边缘上的第一内圆倒角以及设置在所述第二曲线边缘上的第二内圆倒角；所述第二圆倒角包括设置在所述第一曲线边缘上的第一外圆倒角以及设置在所述第二曲线边缘上的第二外圆倒角。2.根据权利要求1所述的复合材料加热外衬，其特征在于，所述第一平壁、所述第二平壁、所述第一侧平壁和所述第二侧平壁的边缘围绕形成开口，所述第一侧平壁和所述第二侧平壁上设置有多个安装孔。3.根据权利要求1所述的复合材料加热外衬，其特征在于，所述第一曲线边缘的周长小于所述第二曲线边缘的周长。4.根据权利要求3所述的复合材料加热外衬，其特征在于，弧形连接壁的母线与所述第一平壁和所述第二平壁之间呈夹角设置；所述弧形连接壁在靠近所述第一平壁的第一弧形边缘与靠近所述第二平壁的第二弧形边缘的周长相等，在沿所述第一平壁到第二平壁方向上，所述弧形连接壁的曲率半径相等。5.根据权利要求3所述的复合材料加热外衬，其特征在于，所述第一内圆倒角的曲率半径大于等于4mm，所述第二内圆倒角的曲率半径大于等于4mm；所述第一外圆倒角的曲率半径小于等于2mm，所述第二外圆倒角的曲率半径小于等于2mm。6.一种复合材料加热外衬的成型方法，其特征在于，用于成型如权利要求1
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5任一所述的复合材料加热外衬，所述方法包括：预成型预浸块，所述预浸块的截面形状接近三角形，所述预浸块包括圆尖部和圆弧面，所述圆弧面与所述第一圆倒角的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜芳芳，张建坤，夏吉升，孙德权，吴仟，高翔，
申请(专利权)人：江西九由航空装备有限公司，
类型：发明
国别省市：