碳纤维无人机的三种成型工艺对比

   2020-02-14 788

江苏博实科技:碳纤维复合材料是目前在无人机上用得较多的一种增强材料,在碳纤维无人机的设计中,常会选择通过铺设角度和预浸料的层数来实现刚性和弹性的要求。碳纤维无人机的成型方式一般有以下三种:

1、热压罐成型工艺

一般对速度要求高的无人机,它的结构件和主要承重结构件大多采用这种成型工艺制作,热压罐成型工艺制成的碳纤维无人机部件内部的质量好而且树脂的含量相对均匀,力学性能更出色。但是热压罐成型技术相对于其他的成型工艺来说,对设备的要求、前期投入、加工成本都要求较高,在经济性方面要差一些;所以从节约成本的角度考虑,往往会采用低温低压成型技术来代替,经济性高。

除此之外,在热压罐的成型过程中,碳纤维预浸料树脂的流动、热传递、化学交联和空隙形成等会产生相互作用影响,这就增加了工艺的控制难度,一旦把握失误,很容易出现贫胶、高孔隙率等缺陷。为了保证碳纤维无人机结构件的质量,江苏博实通过模拟热压罐成型过程中动力学变化、树脂流动以及热传递等现象,掌握这些模型数据就可以很好的对热压罐工艺的压力、温度曲线进行控制。

2、真空袋成型工艺

真空袋成型工艺与热压罐成型工艺相比要简单得多,并且经济性明显,前期无需投入太多成本,操作难度也适中。但真空袋成型方式压力较小,适用于质量标准要求不太高的结构件,如不超过1.5mm的碳纤维蜂窝夹层板和层压板等结构。因为成本优势突出,所以这种工艺在制作低速无人机的时候用的较多,可以满足大部分零部件的生产要求。

在实际操作中,真空袋成型需要采用预浸料铺贴、湿法铺贴等工序,但湿法铺贴容易受到人为因素的影响,会出现胶液涂刷不均匀的情况,这种情况在夹层结构成型中会尤其明显。此外,涂刷方向不合理还会导致碳纤维方向的弯曲、改变,对碳纤维复合材料产品的稳定性有着不利的影响。博实为了防止这种情况的出现,采用的是预浸料铺贴的方法,能大大提高产品的稳定性。

3、模压成型工艺

模压成型工艺综合了热压罐成型和真空袋成型的优点,成型压力大、生产效率高,设备投入和成本投入适中,比较适合用于碳纤维泡沫夹芯复合材料构件的制作。如碳纤维无人机舵面等,采用泡沫夹层结构的部位大多采用该成型方法;碳纤维无人机翼板采用模压成型工艺还可以确保无人机机翼的外观质量和翼型精度,提高无人机的整体制造质量。

不过在模压成型工艺中,加压控制是比较关键的工序。江苏博实通过对产品结构数据的分析,再结合我司长期的碳纤维无人机及部件的制作经验,可以较为准确的确定压力控制参数,保障碳纤维无人机结构件的性能水平。

碳纤维复合材料的应用是未来无人机制造发展的趋势,同时也是满足无人机续航时间、航行时间、航行高度、制作成本、隐蔽性能等要求的有效途径。需要我们不断的提高无人机的设计能力以及碳纤维复合材料应用的创新水平,碳纤维复合材料在无人机中的应用比例不断提高,对我国无人机的制造水平有很大的提升作用。


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