[发明专利]一种复合材料机翼固化成型的方法

说明书

本发明公开了一种复合材料机翼固化成型的方法，属于无人机设计制造技术；其特征在于：向模具填实复合材料，压实空隙，真空抽取复合材料中空气，在烘箱中固化成型并进行后处理。本发明提出了一种复合材料机翼固化成型的方法，采用复合材料，减轻了机翼重量；模具曲面成型，提高了机翼的升阻比；殷钢热传导好，提高了复合材料机翼热历程的成型效率；采用抽真空方式，降低了复合材料机翼结构的空隙率，采用高温成型处理方式，提高了复合材料机翼强度。

技术领域

本发明属于无人机设计制造技术，涉及一种复合材料机翼固化成型的方法。

背景技术

近年随着行业的快速发展，国内无人机研制领域原有的竞争格局渐被打破，市场格局正处于巨变和重塑的过程中。其中，消费级无人机主要用于个人航拍和娱乐，注重功能体验和操作便利性，多数为旋翼无人机；随着无人机推广应用，工业级无人机主要用于替代或协同人工完成各行业领域应用中的人力作业比较困难或无法实现的任务，对专业技能要求高，多数为固定翼无人机，固定翼无人机具有飞行速度快、运载能力强、可高空远程作业等优点；在制作固定翼无人机时，机翼需要复杂的气动外形，强度高，密度小，整体制作等特点，需要一种机翼制作的新方法，目前，国内外制作无人机机翼常采用的是切割机切割外形，制作出来的固定翼外形单一，升阻比小，用于制作固定翼的材料可选择性小，存在强度小或密度大等难题，单一的泡沫材料存在强度不高，单一的金属材料存在重量重等缺点。

发明内容

本发明的目的是：提出一种复合材料机翼固化成型的方法，采用复合材料，减轻机翼重量；模具曲面成型，提高机翼的升阻比；殷钢热传导好，提高复合材料机翼热历程的成型效率；采用抽真空方式，降低复合材料机翼结构的空隙率，采用高温成型处理方式，提高复合材料机翼强度。

本发明的技术方案是：一种复合材料机翼固化成型的方法，其特征在于：向模具填实复合材料，压实空隙，真空抽取复合材料中空气，在烘箱中固化成型并进行后处理，具体步骤如下：

1、机翼制作的装置：由机翼下模具1、机翼上模具2、第一压紧器组合件3、第一定位凸台4、第二定位凸台5、第二压紧器组合件6、出气阀7、成型分离层8、第一限位槽14、第二限位槽15、真空管16、真空泵17、烘箱18组成。其中机翼下模具1采用中间一段表面经过精密加工的成流线型下曲面殷钢制作的下模具底座，在成流线型下曲面左右两侧水平面上各有一个垂直方向的圆形通孔，分别称为左下圆形通孔和右下圆形通孔，在左下圆形通孔和下曲面之间有一个第一限位槽14，在右下圆形通孔和下曲面之间有一个第二限位槽15，在下曲面的底部开有一个圆孔，出气阀7通过焊接方式安装在圆孔内；机翼上模具2采用中间一段表面经过精密加工的成流线型上曲面殷钢制作的上模具卡板，在成流线型上曲面左右两侧水平面上各有一个垂直方向的圆形通孔，分别称为左上圆形通孔和右上圆形通孔，在左上圆形通孔和上曲面之间有第一定位凸台4，在右上圆形通孔和下曲面之间有第二定位凸台5；第一压紧器组合件3包括第一螺栓和第一螺帽；第二压紧器组合件6包括第二螺栓和第二螺帽；成型分离层8是脱模液分离层，辅助固化成型的机翼与模具脱离；真空管16是航空软管，插接方式连接出气阀7与真空泵17；真空泵17用于抽取模具内复合材料中的空气，降低复合材料结构的空隙率；烘箱18用于机翼固化成型和后处理过程需要达到合适的成型温度；

2、机翼的材料：由第一碳纤维层9、碳纤维加强层10、泡沫夹层11、第二碳纤维层12、玻璃纤维层13以及固化成型的糊状胶组成；其材料分别为第一碳纤维层9材料是3K碳布，碳纤维加强层10材料是3K碳布，泡沫夹层11材料是PMI泡沫芯材，第二碳纤维层12材料是3K碳布，玻璃纤维层13材料是玻璃纤维布，固化成型的糊状胶材料为环氧树脂和固化剂，其中环氧树脂和固化剂质量比为100∶34；