CN106275377A - 一种轻小型无人机的蒙皮结构及其成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轻小型无人机的蒙皮结构及其成型方法，其中，蒙皮结构整体模压成型，由外向里依次包括：外层第一FRP面板、外层第二FRP面板、PMI泡沫夹芯和内层FRP面板，PMI泡沫夹芯通过热压成型且固化后形成曲面。本发明的有益之处在于：(1)本发明的蒙皮结构，其用PMI泡沫夹芯替换了轻木板、玻璃钢、蜂窝复合材料，不仅减轻了蒙皮结构的重量，而且增加了蒙皮结构的刚度，特别适合轻小型无人机使用；(2)PMI泡沫夹芯采用热压成型、整个蒙皮结构采用模压成型，不仅降低了人工成本，而且成型精度高、变形量小，有效保证了成型的一致性和表面成型效果。

Description

一种轻小型无人机的蒙皮结构及其成型方法
技术领域
本发明涉及一种飞机的蒙皮结构及其成型方法，具体涉及一种轻小型无人机的蒙皮结构及其成型方法，属于无人机技术领域。
背景技术
目前，制作轻小型无人机的蒙皮结构多以轻木板、玻璃钢、蜂窝复合材料为主。
采用这些材料制作蒙皮结构，不仅需要大量的人工操作，浪费时间，增加人工成本，而且成型时会遇到精度低、变形量大、表面效果差等问题。
此外，制作而成的蒙皮结构强度低，为了达到一定的翼载荷和安全系数，蒙皮结构浪费的重量较大。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的第一个目的在于提供一种轻小型无人机的蒙皮结构，该蒙皮结构不仅重量减轻，而且刚度增加。
本发明的第二个目的在于提供一种上述蒙皮结构的成型方法，该方法不仅可以节约人工成本，而且可以保证成型的一致性和表面成型效果。
为了实现第一个目标，本发明采用如下的技术方案：
一种轻小型无人机的蒙皮结构，其特征在于，整体模压成型，由外向里依次包括：外层第一FRP面板(1)、外层第二FRP面板(2)、PMI泡沫夹芯(3)和内层FRP面板(4)，其中，前述PMI泡沫夹芯(3)通过热压成型，并且固化后形成曲面。
为了实现第二个目标，本发明采用如下的技术方案：
前述的轻小型无人机的蒙皮结构的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
Step1：通过热模压上模具和热模压下模具的共同作用，将PMI泡沫热压成型，形成曲面，得到PMI泡沫夹芯(3)；
Step2：将外层第一FRP面板(1)和外层第二FRP面板(2)依次放置在成型下模具上，然后涂抹环氧树脂；
Step3：将PMI泡沫夹芯(3)放置在外层第二FRP面板(2)之上，再次涂抹环氧树脂；
Step4：将内层FRP面板(4)放置在PMI泡沫夹芯(3)之上，并将成型上模具与成型下模具合模，进行固化处理，脱模即得。
本发明的有益之处在于：
(1)本发明的蒙皮结构，其用PMI泡沫夹芯替换了轻木板、玻璃钢、蜂窝复合材料，不仅减轻了蒙皮结构的重量，而且增加了蒙皮结构的刚度，特别适合轻小型无人机使用；
(2)PMI泡沫夹芯采用热压成型、整个蒙皮结构采用模压成型，不仅降低了人工成本，而且成型精度高、变形量小，有效保证了成型的一致性和表面成型效果。
附图说明
图1是制作PMI泡沫夹芯的示意图；
图2是制作蒙皮结构的示意图。
图中附图标记的含义：1-外层第一FRP面板、2-外层第二FRP面板、3-PMI泡沫夹芯、4-内层FRP面板、5-热模压上模具、6-热模压下模具、7-成型下模具、8-成型上模具。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
一、制作PMI泡沫夹芯
参照图1，通过热模压上模具5和热模压下模具6的共同作用，将PMI泡沫热压成型，形成曲面，得到PMI泡沫夹芯3。
PMI泡沫夹芯3采用热压成型，不仅降低了人工成本，而且成型精度高、变形量小。
PMI泡沫全称聚甲基丙烯酰亚胺泡沫，是一种轻质、闭孔、高强度的泡沫塑料，以甲基丙烯酸(MAA)和甲基丙烯腈(MAN)共聚物为基体，具有良好的力学性能，相同密度下，PMI泡沫的压缩、拉伸、剪切模量和强度较高；具有较高的耐热变形温度，可达到240℃，是目前耐热性能比较好的结构泡沫塑料。PMI泡沫易于加工，可采用热成型和机械方法加工成为各种复杂的形面。PMI泡沫粘接性能好，可以用环氧树脂、不饱和聚酯树脂、双马来酰亚胺树脂、氰酸酯树脂等胶粘剂获得良好的粘结界面，能在190℃和热压罐压力(0.35-0.75MPa)条件下实现与面板共固化；还具有优越的耐化学腐蚀性能，主要应用在航空航天、雷达天线外罩、CT医疗床板、风电直升机桨叶、高速列车、甚至建筑材料中，是目前同等密度条件下最硬的结构芯材。
作为一种优选的方案，制作PMI泡沫夹芯3所使用的PMI泡沫采用的是航天级PMI泡沫。
二、制作蒙皮结构
蒙皮结构整体模压成型，参照图2，由外向里依次包括：外层第一FRP面板1、外层第二FRP面板2、PMI泡沫夹芯3和内层FRP面板4，具体的制作方法如下：
Step1：将外层第一FRP面板1和外层第二FRP面板2依次放置在成型下模具7上，然后涂抹环氧树脂预浸料。
Step2：将PMI泡沫夹芯3放置在外层第二FRP面板2之上，再次涂抹环氧树脂预浸料。
Step3：将内层FRP面板4放置在PMI泡沫夹芯3之上，并将成型上模具8与成型下模具7合模，进行固化处理，脱模即得。
为了方便脱模，可事先在成型下模具7和成型上模具8上涂一定量的脱模剂。
FRP面板全称纤维增强复合塑料面板，是一种以高分子环氧树脂为基体，玻璃钢或碳纤维等为增强体，经过复合工艺而制成的复合材料。优点包括：轻巧、耐腐蚀、抗老化、绝缘。主要用于制造各种运动用具、管道、造船、汽车与电子产品之外壳与印刷电路板。
本发明的蒙皮结构，其用PMI泡沫夹芯3替换了轻木板、玻璃钢、蜂窝复合材料，不仅减轻了蒙皮结构的重量，而且增加了蒙皮结构的刚度，特别适合轻小型无人机使用。
此外，由于PMI泡沫夹芯3采用热压成型、整个蒙皮结构采用模压成型，所以不仅降低了人工成本，而且成型精度高、变形量小，有效保证了成型的一致性和表面成型效果。
需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种轻小型无人机的蒙皮结构，其特征在于，整体模压成型，由外向里依次包括：外层第一FRP面板(1)、外层第二FRP面板(2)、PMI泡沫夹芯(3)和内层FRP面板(4)，其中，所述PMI泡沫夹芯(3)通过热压成型，并且固化后形成曲面。
2.权利要求1所述的轻小型无人机的蒙皮结构的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
Step1：通过热模压上模具和热模压下模具的共同作用，将PMI泡沫热压成型，形成曲面，得到PMI泡沫夹芯(3)；
Step2：将外层第一FRP面板(1)和外层第二FRP面板(2)依次放置在成型下模具上，然后涂抹环氧树脂；
Step3：将PMI泡沫夹芯(3)放置在外层第二FRP面板(2)之上，再次涂抹环氧树脂；
Step4：将内层FRP面板(4)放置在PMI泡沫夹芯(3)之上，并将成型上模具与成型下模具合模，进行固化处理，脱模即得。
3.根据权利要求2所述的成型方法，其特征在于，所述成型下模具上和成型上模具上均涂有脱模剂。
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