[发明专利]一种耐高温纤维缠绕复合材料壳体的制造方法

说明书

本发明公开了监控领域内的一种耐高温纤维缠绕复合材料壳体的制造方法，包括以下步骤：步骤1，进行工装和模具的准备；步骤2，进行石膏层的制备，将石膏粉、聚乙烯醇和水按照重量比为2：（1～2）：1的比例配置石膏，搅拌均匀后将混合完成的石膏铺覆在金属芯模上，使用型面刮板将芯模外形面处理到绝热层的理论内型面；步骤3，进行裙模具的准备；步骤4，进行裙的制作；该方法制造的复合材料壳体具有轻质、可靠性高、成本低廉、耐高温、爆破压力高等特点，能够满足新型航空航天飞行器件在苛刻的高温环境下进行正常飞行的要求，本发明可以用于耐高温纤维缠绕复合材料壳体的制造。

技术领域

本发明涉及一种壳体的制造方法，特别涉及一种耐高温复合材料壳体的制造方法。

背景技术

纤维增强树脂基复合材料具有高比强、高比模、尺寸稳定、可设计性强、便于大面积整体成型等特点，已经成为继铝合金、钛合金和钢之后最重要的航空结构材料之一，在航空航天领域得到了广泛应用。随着航空航天事业的迅猛发展，对结构器件的重量、耐高温性能要求更加严格，轻质、高强、耐高温复合材料对于减轻发动机的重量、提高飞行器的性能、降低发射成本具有重要意义。早在20世纪40年代，复合材料壳体就已经在美国飞机上使用，随后，各国均对其进行了大量的研究工作，制造出了采用碳纤维缠绕环氧树脂复合材料壳体。但是，现有技术中，新型航空航天飞行器件飞行环境的极为苛刻，其使用温度不断提高，而目前的制造方法制造出来的碳纤维缠绕环氧树脂复合材料壳体，其耐热温度通常在130℃以下，故现有的碳纤维缠绕环氧树脂复合材料壳体的制造方法较难满足轻质、高强、耐高温的技术要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐高温纤维缠绕复合材料壳体的制造方法，该方法制造的复合材料壳体具有轻质、可靠性高、成本低廉、耐高温、爆破压力高等特点，能够满足新型航空航天飞行器件在苛刻的高温环境下进行正常飞行的要求。

为了实现上述目的，本发明提供了一种耐高温纤维缠绕复合材料壳体的制造方法，包括以下步骤：

步骤1，进行工装和模具的准备；

步骤2，进行石膏层的制备，将石膏粉、聚乙烯醇和水按照重量比为2：（1～2）：1的比例配置石膏，搅拌均匀后将混合完成的石膏铺覆在金属芯模上，使用型面刮板将芯模外形面处理到橡胶绝热层的理论内型面；

步骤3，进行裙模具的准备；

步骤4，进行裙的制作；

步骤5，将芯模中间筒段周围包裹一层聚四氟乙烯脱模布，芯模前段和后段表面则各刷涂一层脱模剂，以方便芯模与橡胶绝热层的分离；

步骤6，进行橡胶绝热层的制作；

步骤7，采用环氧树脂、固化剂以及促进剂混合配置成耐高温环氧树脂胶；

步骤8，将碳纤维按照缠绕机穿纱顺序，依次通过出纱口，浸胶辊，再浸润在耐高温环氧树脂胶中；

步骤9，碳纤维缠绕，使用浸润过的碳纤维对橡胶绝热层进行缠绕得到缠绕后的产品，缠绕时采用螺旋交替缠绕的方式进行，缠绕时控制缠绕张力；

步骤10，缠绕完成后，将制作好的裙安装到前后两个上裙工装上，利用上裙工装将制得的裙安装到缠绕后的产品上，根据相关定位关系进行定位固定；

步骤11，上裙成功后，在前后裙接缝处缠绕200mm宽的T300平纹碳布，然后再缠绕8层环向碳纤维，使用5根纱团，缠绕张力为40N/股，直至缠绕到设计的厚度为止，这样得到了复合材料壳体；

步骤12，对复合材料壳体进行固化成型；