CN111769361A - 一种耐高温泡沫a夹层复合材料天线罩的精密制备方法 - Google Patents
一种耐高温泡沫a夹层复合材料天线罩的精密制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111769361A CN111769361A CN202010777730.8A CN202010777730A CN111769361A CN 111769361 A CN111769361 A CN 111769361A CN 202010777730 A CN202010777730 A CN 202010777730A CN 111769361 A CN111769361 A CN 111769361A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- core layer
- radome
- temperature
- outer skin
- foam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000006260 foam Substances 0.000 title claims abstract description 91
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 239000012792 core layer Substances 0.000 claims abstract description 141
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 34
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 33
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 29
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- 238000005056 compaction Methods 0.000 claims description 11
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims description 10
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 9
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 8
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims description 4
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 claims description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 23
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 7
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 4
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical group CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004433 Thermoplastic polyurethane Substances 0.000 description 2
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000805 composite resin Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000012778 molding material Substances 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 229920007790 polymethacrylimide foam Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/42—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome
- H01Q1/422—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome comprising two or more layers of dielectric material
- H01Q1/424—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome comprising two or more layers of dielectric material comprising a layer of expanded material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B1/00—Layered products having a non-planar shape
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
- B32B27/20—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using fillers, pigments, thixotroping agents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/28—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B33/00—Layered products characterised by particular properties or particular surface features, e.g. particular surface coatings; Layered products designed for particular purposes not covered by another single class
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
- B32B37/02—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by a sequence of laminating steps, e.g. by adding new layers at consecutive laminating stations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
- B32B37/06—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the heating method
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
- B32B37/10—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the pressing technique, e.g. using action of vacuum or fluid pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
- B32B38/18—Handling of layers or the laminate
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
- B32B5/18—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer of foamed material
- B32B5/20—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer of foamed material foamed in situ
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
- B32B2038/0052—Other operations not otherwise provided for
- B32B2038/0084—Foaming
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2255/00—Coating on the layer surface
- B32B2255/10—Coating on the layer surface on synthetic resin layer or on natural or synthetic rubber layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2255/00—Coating on the layer surface
- B32B2255/26—Polymeric coating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2266/00—Composition of foam
- B32B2266/02—Organic
- B32B2266/0214—Materials belonging to B32B27/00
- B32B2266/0278—Polyurethane
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/20—Properties of the layers or laminate having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
- B32B2307/306—Resistant to heat
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2457/00—Electrical equipment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
本发明公开了一种耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩的精密制备方法,包括:采用芯层成型模具制备芯层熔模;在天线罩成型模具的阳模外表面上制备内蒙皮预制体;在芯层熔模外表面上制备外蒙皮预制体;将阳模、阴模以及芯层熔模进行合模,获得合模后的天线罩成型模具;将合模后的天线罩成型模具进行固化和去芯,获得泡沫芯层形腔;在泡沫芯层形腔中制备出夹层天线罩坯料;对夹层天线罩坯料进行精加工,获得耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩。此发明解决了传统泡沫芯层和内外蒙皮加工难度大的问题,通过精密芯层熔模和精密成型模具分别作为泡沫芯层和夹层天线罩的基准,提高了尺寸精度,保证了夹层天线罩的宽频透波能力。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料结构成型工艺技术领域,具体涉及一种耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩的精密制备方法。
背景技术
天线罩是航空航天制导***组成的重要组成部分。随着航空航天制导***的不断发展,对天线罩在宽频透波性能、力学性能、热学性能以及轻量化设计等方面的综合要求日益提高。基于耐高温树脂泡沫及复合材料制备的A夹层天线罩较好的兼顾了上述需求,已成为航空航天制导***天线罩的重点实现方向之一。
目前,针对泡沫夹层复合材料天线罩主要有三类制备方法,具体如下:
一是先分别制备内外蒙皮和泡沫芯层,然后通过胶接、螺接、铆接等连接手段连接内外蒙皮与泡沫芯层制得泡沫夹层天线罩,如CN103660410A《一种天线罩透波夹芯材料及其制造方法和用途》、CN105172281A《一种长时间耐高温夹层结构透波罩》等专利所示。
二是先制备泡沫芯层,然后在泡沫芯层内外表面进行铺层后进行一体化半共固化制得泡沫夹层天线罩,如CN105922703A《一种薄壁泡沫夹层结构复合材料天线罩制备方法》、CN106739043A《PMI泡沫夹层飞机雷达罩及其制造方法》等专利所示。
三是先分别制备内外蒙皮,然后将内外蒙皮装配成型,以内外蒙皮为模具,在预留的芯腔中通过原位发泡制得泡沫夹层天线罩,如CN109638445A《一种耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩及其制备方法》所示。
目前,方法一和方法二存在的共性问题是泡沫芯层成型、加工精度要求高和泡沫芯层易碎、加工难度大之间的矛盾难以调和。此外,方法一还存在内外蒙皮加工精度要求高,装配后存在胶缝或孔隙等问题;方法二也面临在泡沫芯层上进行各种铺层、预压、合模等作业极易造成芯层损伤等问题。
方法三虽然通过原位发泡法成功避免了上述问题,但先制备内外蒙皮并装配成模具的过程中容易引入较为明显的装配误差,影响夹层天线罩内外蒙皮同心、同轴度,同时也会造成泡沫芯层的厚度出现明显的误差。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩的精密制备方法。此方法旨在解决传统泡沫芯层加工难度大且内外蒙皮加工精度要求高的问题,通过精密芯层熔模作为泡沫芯层的成型基准,精密成型模具作为夹层天线罩的外形基准,避免耐高温树脂泡沫芯层加工难度大的问题,提高夹层天线罩各层与整体的尺寸精度,有效保证夹层天线罩的宽频透波能力。
为达到上述目的,本发明提供了一种耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩的精密制备方法,包括以下步骤:
步骤1:基于注塑成型工艺,采用芯层成型模具制备芯层熔模;
步骤2:在天线罩成型模具的阳模外表面上制备内蒙皮预制体;
步骤3:在芯层熔模外表面上制备外蒙皮预制体;
步骤4:将天线罩成型模具的阳模、阳模外表面上的内蒙皮预制体、芯层熔模、芯层熔模表面的外蒙皮预制体以及天线罩成型模具的阴模进行合模,获得合模后的天线罩成型模具;
步骤5:对合模后的天线罩成型模具进行固化和去芯,获得泡沫芯层形腔;
步骤6:基于原位发泡法,在泡沫芯层形腔中制备出夹层天线罩坯料;
步骤7:对夹层天线罩坯料进行精加工,获得耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩。
最优选的,制备内蒙皮预制体还包括以下步骤:
步骤2.1:将内蒙皮纤维料填涂在天线罩成型模具的阳模外表面上;
步骤2.2:对内蒙皮纤维料进行包覆,对包覆的内蒙皮纤维料进行第一次预压实;
步骤2.3:对第一次预压实后的内蒙皮纤维料上的多余胶液进行第一次清除,获得内蒙皮预制体。
最优选的,制备外蒙皮预制体还包括以下步骤:
步骤3.1:将外蒙皮纤维料填涂在芯层熔模的外表面上;
步骤3.2:对外蒙皮纤维料进行包覆,对包覆的外蒙皮纤维料进行第二次预压实;
步骤3.3:对第二次预压实后的外蒙皮纤维料上的多余胶液进行第二次清除,获得位于外蒙皮预制体。
最优选的,合模还包括以下步骤:
步骤4.1:将内蒙皮预制体缓慢压放至芯层熔模的内表面,且保证内蒙皮预制体与芯层熔模内表面相贴合;
步骤4.2:将外蒙皮预制体缓慢压放至天线罩成型模具的阴模内表面,且保证外蒙皮预制体与阴模内表面相贴合;
步骤4.3:天线罩成型模具的阳模和阴模完成合模,则芯层熔模位于内蒙皮预制体和外蒙皮预制体的中间夹层。
最优选的,固化和去芯还包括以下步骤:
步骤5.1:对内蒙皮预制体和外蒙皮预制体进行预固化加热,获得预固化后的内蒙皮预制体和预固化后的外蒙皮预制体;
步骤5.2:对预固化后的内蒙皮预制体和预固化后的外蒙皮预制体进行固化加热,获得内蒙皮和外蒙皮;
步骤5.3:对内蒙皮和外蒙皮中间夹层的芯层熔模进行熔化加热,制备出泡沫芯层形腔。
最优选的,预固化加热包括以下步骤:
步骤5.1.1:对内蒙皮预制体和外蒙皮预制体进行加热升温,内蒙皮预制体和外蒙皮预制体的温度升高到第一温度;
步骤5.1.2:保持第一温度不变,根据模压成型工艺,对升温至第一温度的内蒙皮预制体和第一温度的外蒙皮预制体进行打压和排气,获得预固化后的内蒙皮预制体和预固化后的外蒙皮预制体。
最优选的,内蒙皮和外蒙皮的温度升高到第二温度。
最优选的,熔化加热包括以下步骤:
步骤5.3.1:对内蒙皮和外蒙皮中间夹层的芯层熔模进行第一次加热,内蒙皮、外蒙皮以及芯层熔模的温度升高到第三温度;
步骤5.3.2:保持第三温度不变,芯层熔模熔化,中间夹层形成芯层形腔;
步骤5.3.3:对芯层形腔进行第二次加热,芯层形腔的温度升高至第四温度,获得加热后的芯层形腔;
步骤5.3.4:将加热后的芯层形腔冷却降温,并对降温后的芯层形腔进行灌洗,制备出泡沫芯层形腔。
最优选的,制备夹层天线罩坯料还包括以下步骤:
步骤6.1:将配比好的混合溶液添加到泡沫芯层形腔中;
步骤6.2:并基于原位发泡法,将添加混合溶液的泡沫芯层形腔进行升温加热,制备出泡沫芯层;
步骤6.3:根据泡沫芯层制备出夹层天线罩坯料。
最优选的,精加工还包括以下步骤:
步骤7.1:将夹层天线罩坯料从天线罩成型模具中脱出;
步骤7.2:对脱出的夹层天线罩坯料进行成型工艺辅助切除加工,制备出耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩。
运用此发明,解决了传统泡沫芯层加工难度大且内外蒙皮加工精度要求高的问题,通过精密芯层熔模作为泡沫芯层的成型基准,精密成型模具作为夹层天线罩的外形基准,避免了耐高温树脂泡沫芯层加工难度大的问题,提高了夹层天线罩各层与整体的尺寸精度,有效保证了夹层天线罩的宽频透波能力。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
1、本发明提供的耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩的精密制备方法,通过使用加工性能、机械性能良好的模料制备芯层熔模,有效规避了耐高温树脂泡沫芯层加工难度大、精度低以及铺层、装配、合模等作业过程中泡沫芯层易碎的问题。
2、本发明提供的耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩的精密制备方法,通过使用精密芯层熔模作为泡沫芯层的成型尺寸基准,通过使用精密成型模具作为夹层天线罩的外形尺寸基准,大幅提高了夹层天线罩各层与整体的尺寸精度,进而有效保证了夹层天线罩的宽频透波能力,特别适用于对宽频透波性能要求极高的产品。
附图说明
图1为本发明提供的耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩的精密制备方法流程示意图;
图2为本发明提供的阳模、阴模以及芯层熔模进行合模示意图;
图3为本发明提供的制备出泡沫芯层的示意图。
具体实施方式
以下结合附图通过具体实施例对本发明作进一步的描述,这些实施例仅用于说明本发明,并不是对本发明保护范围的限制。
本发明提供了一种耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩的精密制备方法,如图1所示,包括以下步骤:
步骤1:基于注塑成型工艺,采用芯层成型模具制备芯层熔模4;其中,制备芯层熔模4还包括以下步骤:
步骤1.1:利用芯层成型模具,采用注塑成型工艺制备芯层熔模坯料;
步骤1.2:对芯层熔模坯料进行加工与修补,制备出耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩的芯层熔模4。
制备芯层熔模4使用的模料具有良好的机械强度、热稳定性、可加工性与低收缩率,熔化后具有良好的流动性。模料可根据耐高温树脂的固化温度特性和耐温能力选择不同体系的热塑性聚氨酯,并对其软化点、熔点、收缩率进行改性设计,满足树脂固化起始温度<模料软化点<树脂典型固化温度<模料熔点<模料分解温度<树脂耐温。
在本实施例中,芯层熔模4的材料选择芳香族聚醚型热塑性聚氨酯,并添加固化后的含硅芳炔树脂粉末填料以降低芯层模料的收缩率,含硅芳炔树脂粉末填料的质量分数控制在5%~25%;加工与修补是将芯层熔模4的外形尺寸误差控制在±0.05mm以内。
步骤2:在天线罩成型模具的阳模7外表面上制备内蒙皮预制体5;其中,制备内蒙皮预制体5还包括以下步骤:
步骤2.1:将内蒙皮纤维料填涂在天线罩成型模具的阳模7外表面上;
步骤2.2:采用真空袋包覆对所述内蒙皮纤维料的外周进行包覆,对包覆的内蒙皮纤维料进行第一次预压实;
步骤2.3:对第一次预压实后的内蒙皮纤维料上的多余胶液进行第一次清除,获得位于天线罩成型模具的阳模7外表面上的内蒙皮预制体5。
其中,内蒙皮纤维料为内蒙皮预浸料或刷上耐高温树脂的内蒙皮纤维增强体;在本实施例中,内蒙皮纤维料为刷液态含硅芳炔树脂的石英纤维增强体;内蒙皮预制体5的材料为石英纤维增强含硅芳炔树脂。
步骤3:在芯层熔模4外表面上制备外蒙皮预制体6;其中,制备外蒙皮预制体6还包括以下步骤:
步骤3.1:将外蒙皮纤维料填涂在芯层熔模4的外表面上;
步骤3.2:采用真空袋包覆对外蒙皮纤维料的外周进行包覆,对包覆的外蒙皮纤维料进行第二次预压实;
步骤3.3:对第二次预压实后的外蒙皮纤维料上的多余胶液进行第二次清除,获得位于芯层熔模4外表面上的外蒙皮预制体6。
其中,外蒙皮纤维料为外蒙皮预浸料或刷上耐高温树脂的外蒙皮纤维增强体;在本实施例中,外蒙皮纤维料为刷液态含硅芳炔树脂的石英纤维增强体;外蒙皮预制体6的材料为石英纤维增强含硅芳炔树脂。
步骤4:将天线罩成型模具的阳模7、阳模7外表面上的内蒙皮预制体5、芯层熔模4、芯层熔模4表面的外蒙皮预制体6以及天线罩成型模具的阴模8进行合模,获得合模后的天线罩成型模具;其中,如图2所示,合模还包括以下步骤:
步骤4.1:将天线罩成型模具的阳模7外表面上的内蒙皮预制体5缓慢压放至芯层熔模4的内表面,且保证阳模7外表面的内蒙皮预制体5与芯层熔模4内表面相贴合;
步骤4.2:将芯层熔模4外表面的外蒙皮预制体6缓慢压放至天线罩成型模具的阴模8内表面,且保证芯层熔模4外表面的外蒙皮预制体6与阴模8内表面相贴合;
步骤4.3:天线罩成型模具的阳模7和阴模8完成合模,则芯层熔模4位于内蒙皮预制体5和外蒙皮预制体6的中间夹层。
步骤5:将合模后的天线罩成型模具转移至模压机上进行固化和去芯,获得去芯后固化的泡沫芯层形腔。其中,固化和去芯还包括以下步骤:
步骤5.1:对合模后的天线罩成型模具中内蒙皮预制体5和外蒙皮预制体6进行预固化加热,获得合模后的天线罩成型模具中预固化后的内蒙皮预制体和预固化后的外蒙皮预制体。
其中,预固化加热包括以下步骤:
步骤5.1.1:对合模后的天线罩成型模具中的内蒙皮预制体5和外蒙皮预制体6进行加热升温,内蒙皮预制体5和外蒙皮预制体6的温度升高到第一温度T1;在本实施例中,第一温度T1为140℃~160℃;
步骤5.1.2:保持第一温度T1且2h保持不变,根据模压成型工艺,对升温至第一温度T1的内蒙皮预制体和第一温度T1的外蒙皮预制体进行打压和排气,获得预固化后的内蒙皮预制体和预固化后的外蒙皮预制体。
步骤5.2:对合模后的天线罩成型模具中预固化后的内蒙皮预制体和预固化后的外蒙皮预制体进行固化加热,获得合模后的天线罩成型模具中的内蒙皮1和外蒙皮2;其中,内蒙皮1和外蒙皮2的温度升高至第二温度T2保持2h不变。
在本实施例中,内蒙皮1和外蒙皮2的材料为石英纤维增强含硅芳炔树脂复合材料;第二温度T2为170℃~190℃。
步骤5.3:对内蒙皮1和外蒙皮2中间夹层的芯层熔模4进行熔化加热,制备出泡沫芯层形腔;其中,熔化加热包括以下步骤:
步骤5.3.1:对内蒙皮1和外蒙皮2中间夹层的芯层熔模4进行第一次加热,内蒙皮1、外蒙皮2以及芯层熔模4的温度升高到第三温度T3;在本实施例中,第三温度T3为210~240℃;
步骤5.3.2:保持第三温度T3且4h不变,内蒙皮1和外蒙皮2中间夹层的芯层熔模4熔化,中间夹层形成芯层形腔;
步骤5.3.3:对芯层形腔中熔化后残余的芯层熔模4进行第二次加热,芯层形腔的温度升高至第四温度T4且1h保持不变,残余的芯层熔模4受热分解,获得加热后的芯层形腔;在本实施例中,第四温度T4为300℃~320℃;
步骤5.3.4:将加热后的芯层形腔冷却降温,采用清洗剂对降温后的芯层形腔进行灌洗,去除加热分解后残留的芯层熔模4,制备出泡沫芯层形腔;在本实施例中,清洗剂为丙酮。
第一温度T1、第二温度T2、第三温度T3和第四温度T4根据耐高温树脂和选用模料的理化特性进行设计;在本实施例中,满足树脂固化起始温度≤T1<模料软点<树脂典型固化温度=T2<模料熔点≤T3<模料分解温度<T4<树脂耐温。
步骤6:基于原位发泡法,在泡沫芯层形腔中制备出夹层天线罩坯料;其中,制备夹层天线罩坯料还包括以下步骤:
步骤6.1:等待上述清洗剂完全挥发后,将配比好的混合溶液添加到泡沫芯层形腔中;其中,混合溶液为耐高温树脂与发泡剂的混合粉料;发泡剂的质量分数控制在0.5%至5%。
步骤6.2:如图3所示,将添加混合溶液的夹层天线罩模具移至烘箱内升温加热,并基于原位发泡法,制备出泡沫芯层3;在本实施例中,泡沫芯层3的材料为含硅芳炔树脂泡沫;发泡温度条件分别为140℃~160℃、15min或者170℃~190℃、2h或者210~240℃、4h。
步骤6.3:根据泡沫芯层3制备出夹层天线罩坯料,并关闭烘箱,冷却夹层天线罩坯料和天线罩成型模具至室温。
步骤7:对夹层天线罩坯料进行精加工,获得耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩;其中,精加工还包括以下步骤:
步骤7.1:将夹层天线罩坯料从天线罩成型模具中脱出;
步骤7.2:对脱出的夹层天线罩坯料进行成型工艺辅助切除加工,制备出耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩。
在本实施例中,耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩的壁厚总误差、内外蒙皮壁厚误差、泡沫芯层壁厚误差均能控制在±0.05mm。
本发明的工作原理:
利用芯层成型模具制备芯层熔模坯料,并对芯层熔模坯料进行加工与修补,制备出夹层天线罩的芯层熔模;在天线罩成型模具的阳模外表面上制备内蒙皮预制体;在芯层熔模外表面上制备外蒙皮预制体;将天线罩成型模具的阳模、阴模以及芯层熔模进行合模,获得合模后的天线罩成型模具;将合模后的天线罩成型模具转移至模压机上进行固化和去芯,获得去芯后固化的泡沫芯层形腔;基于原位发泡法,在泡沫芯层形腔中制备出夹层天线罩坯料;对夹层天线罩坯料进行精加工,获得耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩。
综上所述,本发明一种耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩的精密制备方法,解决了传统泡沫芯层加工难度大且内外蒙皮加工精度要求高的问题,通过精密芯层熔模作为泡沫芯层的成型基准,精密成型模具作为夹层天线罩的外形基准,避免了耐高温树脂泡沫芯层加工难度大的问题,提高了夹层天线罩各层与整体的尺寸精度,有效保证了夹层天线罩的宽频透波能力。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此,本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩的精密制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:基于注塑成型工艺,采用芯层成型模具制备芯层熔模;
步骤2:在天线罩成型模具的阳模外表面上制备内蒙皮预制体;
步骤3:在所述芯层熔模外表面上制备外蒙皮预制体;
步骤4:将天线罩成型模具的阳模、所述内蒙皮预制体、所述芯层熔模、所述外蒙皮预制体以及天线罩成型模具的阴模进行合模,获得合模后的天线罩成型模具;
步骤5:对所述合模后的天线罩成型模具进行固化和去芯,获得泡沫芯层形腔;
步骤6:基于原位发泡法,在所述泡沫芯层形腔中制备出夹层天线罩坯料;
步骤7:对所述夹层天线罩坯料进行精加工,获得耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩。
2.如权利要求1所述的耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩的精密制备方法,其特征在于,制备所述内蒙皮预制体还包括以下步骤:
步骤2.1:将内蒙皮纤维料填涂在天线罩成型模具的阳模外表面上;
步骤2.2:对所述内蒙皮纤维料进行包覆,对包覆的内蒙皮纤维料进行第一次预压实;
步骤2.3:对第一次预压实后的所述内蒙皮纤维料上的多余胶液进行第一次清除,获得所述内蒙皮预制体。
3.如权利要求1所述的耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩的精密制备方法,其特征在于,制备所述外蒙皮预制体还包括以下步骤:
步骤3.1:将外蒙皮纤维料填涂在所述芯层熔模的外表面上;
步骤3.2:对所述外蒙皮纤维料进行包覆,对包覆的外蒙皮纤维料进行第二次预压实;
步骤3.3:对第二次预压实后的所述外蒙皮纤维料上的多余胶液进行第二次清除,获得位于所述外蒙皮预制体。
4.如权利要求1所述的耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩的精密制备方法,其特征在于,所述合模还包括以下步骤:
步骤4.1:将所述内蒙皮预制体缓慢压放至所述芯层熔模的内表面,且保证内蒙皮预制体与芯层熔模内表面相贴合;
步骤4.2:将所述外蒙皮预制体缓慢压放至天线罩成型模具的阴模内表面,且保证外蒙皮预制体与阴模内表面相贴合;
步骤4.3:天线罩成型模具的阳模和阴模完成合模,则所述芯层熔模位于所述内蒙皮预制体和所述外蒙皮预制体的中间夹层。
5.如权利要求1所述的耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩的精密制备方法,其特征在于,所述固化和去芯还包括以下步骤:
步骤5.1:对所述内蒙皮预制体和所述外蒙皮预制体进行预固化加热,获得预固化后的内蒙皮预制体和预固化后的外蒙皮预制体;
步骤5.2:对所述预固化后的内蒙皮预制体和所述预固化后的外蒙皮预制体进行固化加热,获得内蒙皮和外蒙皮;
步骤5.3:对所述内蒙皮和所述外蒙皮中间夹层的芯层熔模进行熔化加热,制备出所述泡沫芯层形腔。
6.如权利要求5所述的耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩的精密制备方法,其特征在于,所述预固化加热包括以下步骤:
步骤5.1.1:对所述内蒙皮预制体和所述外蒙皮预制体进行加热升温,所述内蒙皮预制体和所述外蒙皮预制体的温度升高到第一温度;
步骤5.1.2:保持所述第一温度不变,根据模压成型工艺,对升温至第一温度的内蒙皮预制体和第一温度的外蒙皮预制体进行打压和排气,获得所述预固化后的内蒙皮预制体和所述预固化后的外蒙皮预制体。
7.如权利要求5所述的耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩的精密制备方法,其特征在于,所述内蒙皮和所述外蒙皮的温度升高到第二温度。
8.如权利要求5所述的耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩的精密制备方法,其特征在于,所述熔化加热包括以下步骤:
步骤5.3.1:对所述内蒙皮和所述外蒙皮中间夹层的芯层熔模进行第一次加热,所述内蒙皮、所述外蒙皮以及所述芯层熔模的温度升高到第三温度;
步骤5.3.2:保持所述第三温度不变,所述芯层熔模熔化,所述中间夹层形成芯层形腔;
步骤5.3.3:对所述芯层形腔进行第二次加热,所述芯层形腔的温度升高至第四温度,获得加热后的芯层形腔;
步骤5.3.4:将所述加热后的芯层形腔冷却降温,并对降温后的芯层形腔进行灌洗,制备出所述泡沫芯层形腔。
9.如权利要求1所述的耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩的精密制备方法,其特征在于,所述制备夹层天线罩坯料还包括以下步骤:
步骤6.1:将配比好的混合溶液添加到所述泡沫芯层形腔中;
步骤6.2:并基于原位发泡法,将添加混合溶液的泡沫芯层形腔进行升温加热,制备出泡沫芯层;
步骤6.3:根据所述泡沫芯层制备出所述夹层天线罩坯料。
10.如权利要求1所述的耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩的精密制备方法,其特征在于,所述精加工还包括以下步骤:
步骤7.1:将所述夹层天线罩坯料从天线罩成型模具中脱出;
步骤7.2:对脱出的夹层天线罩坯料进行成型工艺辅助切除加工,制备出耐高温泡沫A夹层复合材料天线罩。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010777730.8A CN111769361B (zh) | 2020-08-05 | 2020-08-05 | 一种耐高温泡沫a夹层复合材料天线罩的精密制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010777730.8A CN111769361B (zh) | 2020-08-05 | 2020-08-05 | 一种耐高温泡沫a夹层复合材料天线罩的精密制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111769361A true CN111769361A (zh) | 2020-10-13 |
CN111769361B CN111769361B (zh) | 2021-12-24 |
Family
ID=72729547
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010777730.8A Active CN111769361B (zh) | 2020-08-05 | 2020-08-05 | 一种耐高温泡沫a夹层复合材料天线罩的精密制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111769361B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113771116A (zh) * | 2021-09-18 | 2021-12-10 | 成都凯迪精工科技有限责任公司 | 一种pmi泡沫填充零件的加工方法 |
CN114179396A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-15 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 一种适用于不规则u型复合材料泡沫夹芯结构件的成型方法及模具 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105881922A (zh) * | 2014-12-31 | 2016-08-24 | 航天神舟飞行器有限公司 | 一种新型高抗冲击型无人机机体结构 |
CN105922703A (zh) * | 2016-04-21 | 2016-09-07 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种薄壁泡沫夹层结构复合材料天线罩制备方法 |
CN106346683A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-01-25 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 一种航空大型复合材料泡沫塑料夹层结构件的制造方法 |
CN109454895A (zh) * | 2018-10-22 | 2019-03-12 | 上海阿莱德实业股份有限公司 | 一种毫米波天线罩快速成型方法及采用该方法制作的天线罩 |
CN109638445A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-04-16 | 上海无线电设备研究所 | 一种耐高温泡沫a夹层复合材料天线罩及其制备方法 |
KR20190068999A (ko) * | 2017-12-11 | 2019-06-19 | 한화큐셀앤드첨단소재 주식회사 | 발포 폼을 코어로 가지는 샌드위치 패널 제조 방법 |
WO2020028851A1 (en) * | 2018-08-03 | 2020-02-06 | Kymeta Corporation | Composite stack-up for flat panel metamaterial antenna |
CN110867659A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-03-06 | 宁波曙翔新材料股份有限公司 | 一种透波天线罩 |
CN110948907A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-04-03 | 宁波曙翔新材料股份有限公司 | 一种多层夹芯泡沫预制体树脂基天线罩成型方法 |
CN110948908A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-04-03 | 宁波曙翔新材料股份有限公司 | 一种单层夹芯泡沫预制体树脂基天线罩成型方法 |
-
2020
- 2020-08-05 CN CN202010777730.8A patent/CN111769361B/zh active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105881922A (zh) * | 2014-12-31 | 2016-08-24 | 航天神舟飞行器有限公司 | 一种新型高抗冲击型无人机机体结构 |
CN105922703A (zh) * | 2016-04-21 | 2016-09-07 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种薄壁泡沫夹层结构复合材料天线罩制备方法 |
CN106346683A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-01-25 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 一种航空大型复合材料泡沫塑料夹层结构件的制造方法 |
KR20190068999A (ko) * | 2017-12-11 | 2019-06-19 | 한화큐셀앤드첨단소재 주식회사 | 발포 폼을 코어로 가지는 샌드위치 패널 제조 방법 |
WO2020028851A1 (en) * | 2018-08-03 | 2020-02-06 | Kymeta Corporation | Composite stack-up for flat panel metamaterial antenna |
CN109454895A (zh) * | 2018-10-22 | 2019-03-12 | 上海阿莱德实业股份有限公司 | 一种毫米波天线罩快速成型方法及采用该方法制作的天线罩 |
CN109638445A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-04-16 | 上海无线电设备研究所 | 一种耐高温泡沫a夹层复合材料天线罩及其制备方法 |
CN110867659A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-03-06 | 宁波曙翔新材料股份有限公司 | 一种透波天线罩 |
CN110948907A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-04-03 | 宁波曙翔新材料股份有限公司 | 一种多层夹芯泡沫预制体树脂基天线罩成型方法 |
CN110948908A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-04-03 | 宁波曙翔新材料股份有限公司 | 一种单层夹芯泡沫预制体树脂基天线罩成型方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113771116A (zh) * | 2021-09-18 | 2021-12-10 | 成都凯迪精工科技有限责任公司 | 一种pmi泡沫填充零件的加工方法 |
CN114179396A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-15 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 一种适用于不规则u型复合材料泡沫夹芯结构件的成型方法及模具 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111769361B (zh) | 2021-12-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111769361B (zh) | 一种耐高温泡沫a夹层复合材料天线罩的精密制备方法 | |
Davidovits et al. | Geopolymer: ultra-high temperature tooling material for the manufacture of advanced composites | |
EP0244337B1 (en) | Removable irreversibly shrinking male mandrel | |
CN103264509B (zh) | 树脂基复合材料天线罩体的制备方法 | |
CN108891040B (zh) | 一种中小型无人机复合材料水平尾翼制造方法 | |
CN110505931B (zh) | 3d打印的模具和用于制作该模具的方法 | |
CN112406135B (zh) | 一种利用气囊吹胀辅助复合材料螺旋桨叶片成型的方法 | |
CN107139514B (zh) | 一种气囊辅助复合材料加筋壁板的制造方法 | |
CN112454938A (zh) | 一种碳纤维蜂窝夹心复合材料构件的成型方法 | |
WO2010039547A2 (en) | Reinforced internal composite structures | |
CN106827585A (zh) | 一种碳纤维复合材料格栅的成型方法 | |
CN108407335A (zh) | 一种复合材料帽型加筋壁板整体成型方法 | |
US11220027B2 (en) | Mandrel for processing a composite part and method for fabricating a composite part | |
US20180229402A1 (en) | Methods for producing panels using 3d-printed tooling shells | |
US7858012B2 (en) | Automated prototyping of a composite airframe | |
CN108864995B (zh) | 一种多轴向复合材料弯管及制备方法 | |
CN109130247B (zh) | 航空复材c型盒体零件成型方法 | |
CN113580612A (zh) | 一种低密度近零烧蚀复合材料成型方法 | |
EP2594381B1 (en) | Method for producing a mould core and mould core made of said method | |
CN110303693B (zh) | 一种小型翼面复合材料夹芯件的模压成型方法 | |
US11478958B2 (en) | Multi-component mandrel for processing a composite part and method for fabricating a composite part | |
CN115384127B (zh) | 一种蜂窝夹芯复合材料制件及其制备方法 | |
CN112046036B (zh) | 复合材料弹射支臂的制造方法 | |
CN109228405B (zh) | 碳纤维复合材料t型环框的生产模具以及生产方法 | |
CN113370550B (zh) | 一种复合材料夹芯球冠结构及其成型方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |