CN106739043B - Pmi泡沫夹层飞机雷达罩及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种PMI泡沫夹层飞机雷达罩，包括凹面罩体和法兰环，凹面罩体和法兰环是由蒙皮层、罩体粘接层和PMI泡沫夹心层构成。其制造方法包括法兰泡沫坯件铣切成型、罩体PMI泡沫坯件分块成型、蒙皮粘接成型固化等工艺步骤。本发明产品具有重量轻、刚度好、信号稳定的优点，完全能满足设计所需的电性能、力学性能和耐环境性能测试指标要求。本发明的PMI泡沫夹层分块成型工艺，平板泡沫热成型弯曲后，泡沫厚度变化量小，最大限度满足了雷达罩的电性能要求，有效杜绝了整体成型工艺成型后泡沫密度和厚度变化量大，进而导致的透波性能变差的问题。

Description

PMI泡沫夹层飞机雷达罩及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种飞机雷达罩及其制造方法，尤其是涉及一种聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫夹层雷达罩及其制造方法。

背景技术

飞机雷达罩通常采用单层薄壁玻璃纤维复合材料、蜂窝夹层玻璃纤维复合材料。单层薄壁玻璃纤维复合材料雷达罩重量大、易变形；蜂窝夹层玻璃纤维复合材料由于蜂窝的各向异性，在信号大角度入射时信号变差。

中国专利201610251585.3名称为《一种薄壁泡沫夹层结构复合材料天线罩制备方法》中公布了一种泡沫夹层结构天线罩制造方法。其中泡沫层采用整块泡沫加工，浪费了90％以上的材料，且加工时间长，成本高，不利于批量生产。

中国专利200510021884.X名称为《PMI泡沫夹层结构的热成型方法》专利中公开了一种PMI泡沫热成型方法。该方法主要包括采用真空袋/烘箱或真空袋/热压罐成型技术。但是用整块PMI泡沫平板热成型凹面雷达罩，其泡沫夹层成型加工难度大、易破损，次品率高，且成型后泡沫密度和厚度变化，使透波性能变差。如何解决PMI泡沫夹层结构天线罩制备的加工困难的难题，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的问题在于提供一种PMI泡沫夹层飞机雷达罩。

本发明采用如下技术方案，包括：凹面罩体和法兰环，所述凹面罩体由蒙皮层、罩体粘接层和第一夹心层构成，蒙皮层包括上蒙皮和下蒙皮，所述蒙皮层采用玻璃纤维预浸料，所述第一夹心层采用PMI泡沫；所述法兰环由法兰蒙皮层、法兰粘接层和第二夹心层构成，所述法兰蒙皮层采用玻璃纤维预浸料，所述法兰粘接层采用环氧胶膜，所述第二夹心层采用PMI泡沫，所述法兰环是径向截面成三角形的环状体，所述法兰环设有与凹面罩体的上端边口相匹配的粘接面；所述法兰环的粘接面与凹面罩体的上端边口相粘接。

一种改进是，所述法兰环以预埋方式设置有金属连接件。

本发明要解决的另一个问题在于提供一种PMI泡沫夹层飞机雷达罩的制造方法。

一种PMI泡沫夹层飞机雷达罩的制造方法，包括如下步骤：

步骤1、材料和模具准备：备好玻璃纤维预浸料、PMI泡沫、环氧胶膜、罩体成型模具、法兰环成型模具，泡沫裁切模具；

步骤2、法兰环的加工：常规法铣切加工成法兰泡沫坯件，在法兰泡沫坯件的三个对应表面依次包覆环氧胶膜、玻璃纤维预浸料裁切片，放入法兰成型模具，再铺设带孔隔离膜、真空袋膜，抽真空加热固化，固化温度120℃-150℃，然后脱模，备用；

步骤3、第一夹心层的加工：a、根据凹面罩体整体尺寸，采用分块成型法裁切数片长条形的第一夹心层泡沫坯件，备用；

b、选取1片第一夹心层泡沫坯件，将其铺设到罩体成型模具上对应的区域，铺设带孔隔离膜、透气毡、真空袋膜，抽真空加热成型，加热温度190-205℃，固化时间1小时，待罩体成型模具温度冷却至50℃以下脱模；重复本步骤，完成各片第一夹心层泡沫坯件的成型；c、在泡沫裁切模具上将各片第一夹心层泡沫坯件裁切为设计尺寸；

步骤4、上蒙皮和下蒙皮的裁切：根据凹面罩体整体尺寸，用玻璃纤维预浸料裁切好上蒙皮和下蒙皮；

步骤5、凹面罩体的成型固化：在罩体成型模具上依照对应的区域依次铺设下蒙皮、环氧胶膜、第一夹心层泡沫坯件、环氧胶膜、上蒙皮，再铺设带孔隔离膜、透气毡、真空袋膜，抽真空加热固化，固化温度120℃-150℃；

步骤6、法兰环的粘接：在凹面罩体的上端边口铺设环氧胶膜，将法兰环的粘接面压覆在凹面罩体的上端边口上，用压模压实，加热固化，固化温度120℃-150℃。

本发明制成的PMI泡沫夹层飞机雷达罩，具有重量轻、刚度好、信号稳定的优点，完全能满足设计所需的电性能、力学性能和耐环境性能测试指标要求。本发明采用PMI泡沫夹层分块成型工艺，平板泡沫热成型弯曲后，泡沫厚度变化量小，最大限度满足了雷达罩的电性能要求，有效杜绝了整体成型工艺成型后泡沫密度和厚度变化量大，进而导致的透波性能变差的问题。

附图说明

图1是第一夹心层泡沫坯件分块成型原理示意图。

图2是法兰环剖视结构(含法兰环成型模具)示意图。

图3是凹面罩体剖视结构(含罩体成型模具)示意图。

图4是PMI泡沫夹层飞机雷达罩装配结构示意图。

图中：凹面罩体1，法兰环2，蒙皮层3，第一夹心层4，第二夹心层5，粘接面6，罩体成型模具7，压模8，法兰蒙皮层9，罩体粘接层10，法兰粘接层11，法兰环成型模具12，上蒙皮31，下蒙皮32。

实施方式

实施例

如图1至图4所示，本发明一种实施例包括：凹面罩体1和法兰环2，所述凹面罩体1由蒙皮层3、罩体粘接层10和第一夹心层4构成，蒙皮层3包括上蒙皮31和下蒙皮32，所述蒙皮层3采用玻璃纤维预浸料，所述第一夹心层4采用PMI泡沫；所述法兰环2由法兰蒙皮9、法兰粘接层11和第二夹心层5构成，所述法兰蒙皮层9采用玻璃纤维预浸料，所述法兰粘接层11采用环氧胶膜，所述第二夹心层5采用PMI泡沫，所述法兰环2是径向截面成三角形的环状体，所述法兰环2设有与凹面罩体1的上端边口相匹配的粘接面6；所述法兰环2的粘接面6与凹面罩体1的上端边口相粘接。

一种PMI泡沫夹层飞机雷达罩的制造方法，包括如下步骤：

步骤1、材料和模具准备：备好玻璃纤维预浸料、PMI泡沫、环氧胶膜、罩体成型模具7、法兰环成型模具12，泡沫裁切模具，模具材料选用ZG35材料；

步骤2、法兰环的加工：采用数控铣床铣切加工成法兰泡沫坯件，在法兰泡沫坯件的三个对应表面依次包覆环氧胶膜、玻璃纤维预浸料裁切片，放入法兰环成型模具12，再铺设带孔隔离膜、真空袋膜，抽真空加热固化，固化温度135℃-145℃，然后脱模，备用；

步骤3、第一夹心层的加工：a、根据凹面罩体1整体尺寸，采用分块成型法裁切数片长条形的第一夹心层泡沫坯件，备用；

b、选取1片第一夹心层泡沫坯件，将其铺设到罩体成型模具7上对应的区域，铺设带孔隔离膜、透气毡、真空袋膜，抽真空加热成型，加热温度190-205℃，固化时间1小时，待罩体成型模具7温度冷却至50℃以下脱模；重复本步骤，完成各片第一夹心层泡沫坯件的成型；c、在泡沫裁切模具上将各片第一夹心层泡沫坯件裁切为设计尺寸；

步骤4、上蒙皮31和下蒙皮32的裁切：根据凹面罩体1整体尺寸，用玻璃纤维预浸料裁切好上蒙皮31和下蒙皮32；

步骤5、凹面罩体1的成型固化：在罩体成型模具7上依照对应的区域依次铺设下蒙皮32、环氧胶膜、第一夹心层泡沫坯件、环氧胶膜、上蒙皮31，再铺设带孔隔离膜、透气毡、真空袋膜，抽真空加热固化，固化温度130℃-140℃；

步骤6、法兰环2的粘接：在凹面罩体1的上端边口铺设环氧胶膜，将法兰环2的粘接面6压覆在凹面罩体1的上端边口上，用压模8压实，加热固化，固化温度120℃-130℃。

实施例

如图1至图4所示，本发明第二种实施例的产品同实施例1。考虑到产品与飞机机身的连接，本实施例产品增设了预埋金属连接件，产品整体加工完成后，金属联接件上可钻孔攻丝。

一种PMI泡沫夹层飞机雷达罩的制造方法，包括如下步骤：

步骤1、材料和模具准备：备好玻璃纤维预浸料、PMI泡沫、环氧胶膜、罩体成型模具7、法兰环成型模具12，泡沫裁切模具，模具材料选用ZG35材料；

步骤2、法兰环的加工：常规法铣切加工成法兰泡沫坯件，考虑到本产品与飞机机身的连接，需预埋金属连接件，本实施例增加如下步骤环节：在法兰泡沫坯件上需要预埋金属连接件的位置开槽，将金属连接件的埋入部包覆环氧胶膜放入槽口内；然后在法兰泡沫坯件的三个对应表面依次包覆环氧胶膜、玻璃纤维预浸料裁切片，放入法兰成型模具12，再铺设带孔隔离膜、真空袋膜，抽真空加热固化，固化温度120℃-150℃，然后脱模，备用；

步骤3、第一夹心层的加工：a、根据凹面罩体1整体尺寸，采用分块成型法裁切数片长条形的第一夹心层泡沫坯件，备用；

b、选取1片第一夹心层泡沫坯件，将其铺设到罩体成型模具7上对应的区域，铺设带孔隔离膜、透气毡、真空袋膜，抽真空加热成型，加热温度190-205℃，固化时间1小时，待罩体成型模具7温度冷却至50℃以下脱模；重复本步骤，完成各片第一夹心层泡沫坯件的成型；c、在泡沫裁切模具上将各片第一夹心层泡沫坯件裁切为设计尺寸；

步骤4、上蒙皮31和下蒙皮32的裁切：根据凹面罩体1整体尺寸，用玻璃纤维预浸料裁切好上蒙皮31和下蒙皮32；

步骤5、凹面罩体1的成型固化：在罩体成型模具7上依照对应的区域依次铺设下蒙皮32、环氧胶膜、第一夹心层泡沫坯件、环氧胶膜、上蒙皮31，再铺设带孔隔离膜、透气毡、真空袋膜，抽真空加热固化，固化温度120℃-150℃；

步骤6、法兰环2的粘接：在凹面罩体1的上端边口铺设环氧胶膜，将法兰环2的粘接面6压覆在凹面罩体1的上端边口上，用压模8压实，加热固化，固化温度120℃-150℃。

本发明不局限于上述实施例的具体结构，其加工方法也不限于上述具体方法步骤，其它同类结构和同类方法的等效变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种PMI泡沫夹层飞机雷达罩，包括凹面罩体和法兰环,其特征在于:所述凹面罩体由蒙皮层、罩体粘接层和第一夹心层构成，蒙皮层包括上蒙皮和下蒙皮，所述蒙皮层采用玻璃纤维预浸料，所述第一夹心层采用PMI泡沫；所述法兰环由法兰蒙皮层、法兰粘接层和第二夹心层构成，所述法兰蒙皮层采用玻璃纤维预浸料，所述法兰粘接层采用环氧胶膜，所述第二夹心层采用PMI泡沫，所述法兰环是径向截面成三角形的环状体，所述法兰环设有与凹面罩体的上端边口相匹配的粘接面；所述法兰环的粘接面与凹面罩体的上端边口相粘接；

其制造方法包括如下步骤：

步骤1、材料和模具准备：备好玻璃纤维预浸料、PMI泡沫、环氧胶膜、罩体成型模具、法兰环成型模具、泡沫裁切模具；

步骤2、法兰环的加工：常规法铣切加工成法兰泡沫坯件，在法兰泡沫坯件的三个对应表面依次包覆环氧胶膜、玻璃纤维预浸料裁切片，放入法兰成型模具，再铺设带孔隔离膜、真空袋膜，抽真空加热固化，固化温度120℃-150℃，然后脱模，备用；

步骤3、第一夹心层的加工：a、根据凹面罩体整体尺寸，采用分块成型法裁切数片长条形的第一夹心层泡沫坯件，备用；b、选取1片第一夹心层泡沫坯件，将其铺设到罩体成型模具上对应的区域，铺设带孔隔离膜、透气毡、真空袋膜，抽真空加热成型，加热温度190-205℃，固化时间1小时，待罩体成型模具温度冷却至50℃以下脱模；重复本步骤，完成各片第一夹心层泡沫坯件的成型；c、在泡沫裁切模具上将各片第一夹心层泡沫坯件裁切为设计尺寸；

步骤4、上蒙皮和下蒙皮的裁切：根据凹面罩体整体尺寸，用玻璃纤维预浸料裁切好上蒙皮和下蒙皮；

步骤5、凹面罩体的成型固化：在罩体成型模具上依照对应的区域依次铺设下蒙皮、环氧胶膜、第一夹心层泡沫坯件、环氧胶膜、上蒙皮，再铺设带孔隔离膜、透气毡、真空袋膜，抽真空加热固化，固化温度120℃-150℃；

步骤6、法兰环的粘接：在凹面罩体的上端边口铺设环氧胶膜，将法兰环的粘接面压覆在凹面罩体的上端边口上，用压模压实，加热固化，固化温度120℃-150℃。

2.根据权利要求1所述的一种PMI泡沫夹层飞机雷达罩，其特征在于：所述法兰环以预埋方式设置有金属连接件；

其制造方法包括如下步骤：在步骤2法兰泡沫坯件加工完成后进行表面包覆环氧胶膜之前，增加如下步骤环节：在法兰泡沫坯件上需要预埋金属连接件的位置开槽，将金属连接件的埋入部包覆环氧胶膜放入槽口内。

3.一种PMI泡沫夹层飞机雷达罩的制造方法，包括如下步骤：

步骤1、材料和模具准备：备好玻璃纤维预浸料、PMI泡沫、环氧胶膜、罩体成型模具、法兰环成型模具、泡沫裁切模具；

步骤2、法兰环的加工：常规法铣切加工成法兰泡沫坯件，在法兰泡沫坯件的三个对应表面依次包覆环氧胶膜、玻璃纤维预浸料裁切片，放入法兰成型模具，再铺设带孔隔离膜、真空袋膜，抽真空加热固化，固化温度120℃-150℃，然后脱模，备用；

步骤3、第一夹心层的加工：a、根据凹面罩体整体尺寸，采用分块成型法裁切数片长条形的第一夹心层泡沫坯件，备用；b、选取1片第一夹心层泡沫坯件，将其铺设到罩体成型模具上对应的区域，铺设带孔隔离膜、透气毡、真空袋膜，抽真空加热成型，加热温度190-205℃，固化时间1小时，待罩体成型模具温度冷却至50℃以下脱模；重复本步骤，完成各片第一夹心层泡沫坯件的成型；c、在泡沫裁切模具上将各片第一夹心层泡沫坯件裁切为设计尺寸；

步骤4、上蒙皮和下蒙皮的裁切：根据凹面罩体整体尺寸，用玻璃纤维预浸料裁切好上蒙皮和下蒙皮；

步骤5、凹面罩体的成型固化：在罩体成型模具上依照对应的区域依次铺设下蒙皮、环氧胶膜、第一夹心层泡沫坯件、环氧胶膜、上蒙皮，再铺设带孔隔离膜、透气毡、真空袋膜，抽真空加热固化，固化温度120℃-150℃；

步骤6、法兰环的粘接：在凹面罩体的上端边口铺设环氧胶膜，将法兰环的粘接面压覆在凹面罩体的上端边口上，用压模压实，加热固化，固化温度120℃-150℃。

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