CN111864403B - 一种高精度反射面成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高精度反射面成型方法，属于天线面板制造技术领域，本发明首先在高精度反射面成型模具表面涂覆5～6遍脱模剂，晾干后均匀涂覆2～3遍金属转移膜；然后在准备好的模具上喷射金属层得到金属层蒙皮；然后对喷涂好的金属层蒙皮上均匀涂覆环氧树脂胶黏剂进行封孔；将铝蜂窝放置在模具上制备真空袋在热压罐中升温打压，脱模后即可获得高精度反射面。本发明使用金属转移法使金属蒙皮直接与铝蜂窝粘接成型，缩短了工艺周期，满足了高精度反射面的可批量制备的需求；本发明金属转移膜具有较好的涂覆性，提高金属蒙皮的电性能从而满足反射面的要求。

Description

一种高精度反射面成型方法
技术领域
本发明属于天线面板制造技术领域，具体涉及一种反射面的成型方法，尤其涉及一种高精度反射面成型方法。
背景技术
随着空间探索技术的不断发展和技术要求的提高，天线反射面作为结构功能一体化的典型代表，其型面精度要求越来越高。然而，对于国内大口径毫米波亚毫米波天文望远镜，其主反射面口径需求达到60m～120m，单块面板精度要求达到15微米～100微米,传统的金属铝材料(GBT，TM65)或电铸镍(LMT)反射面成型工艺复杂，成本高，成型方式受到加工设备和数量的限制，不能实现批量复制成型的需求。
公告号为CN110474153A的中国发明专利公开了一种柔性高精度抛物面天线，从下到上依次为柔性密封薄膜层、柔性热熔胶膜层、柔性抛物面天线层、柔性热熔胶膜层、柔性密封薄膜层。本发明进一步给出了柔性高精度抛物面天线的制备方法，1)加工制作殷钢模具；2)选择柔性密封薄膜层、柔性热熔胶膜层和柔性抛物面天线层材料待用；3)将模具放入烘箱预热；4)在预热好的模具表面上铺层；5)铺层结束后进行抽真空，同时进入烘箱，待模具升温到140℃后保温30分钟；6)继续抽真空冷却至室温后脱模，最后修剪边缘，制备成高精度抛物面天线。本发明解决了传统柔性抛物面天线通过平面拟合曲面后反射面精度较差且较难控制的问题，一体成型，一次固化，成本低，可成型大尺寸柔性反射面产品。该专利使用的为镀金属纤维织成的弹力布，对于一些电性能要求高(电性能≥99％)的反射面，难以满足要求；现迫切需要一种可以实现反射面的高精度、可批量复制成型的制备工艺，从而达到缩短国家毫米波亚毫米波天文观测站建造周期的要求。
发明内容
为解决现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种高精度反射面成型方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种高精度反射面成型方法，包括如下步骤：
A、在制造天线高精度反射面成型模具表面涂覆脱模剂，晾干后备用；
B、在制造天线高精度反射面成型模具表面均匀涂覆金属转移膜；
C、在制造天线高精度反射面成型模具的金属转移膜表面喷涂金属层得到金属层蒙皮；
D、在喷涂好金属层蒙皮的制造天线高精度反射面成型模具上均匀涂覆环氧树脂胶黏剂进行封孔处理；
E、将铝蜂窝放置于封孔处理好的制造天线高精度反射面成型模具上，铝蜂窝通过胶黏剂与制造天线高精度反射面成型模具的金属层蒙皮贴合连接
优选地，步骤A中涂覆脱模剂5～6遍，步骤B中涂覆金属转移膜2～3遍。
优选地，步骤B中所述金属转移膜包括如下重量份的各组分：
Figure BDA0002564172780000021
优选地，步骤C中所述喷涂金属层具体包括如下步骤：使用电弧喷涂或火焰喷涂的方法在制造天线高精度反射面成型模具的金属转移膜表面喷涂金属得到金属层蒙皮。
优选地，所述金属包括铝、镍中的一种或多种。金属层铝、镍的可喷涂性好，成本也较低，是较优选择。
优选地，所述电弧喷涂或火焰喷涂形成的金属层蒙皮的金属颗粒直径为20～50μm。
优选地，所述金属层蒙皮的厚度为1.5～3mm。所述金属层蒙皮厚度如果≤1.5mm，会导致蒙皮的刚性不足，容易破裂；如金属层蒙皮厚度大于等于3mm，蒙皮中会残存热应力，影响反射面的型面精度。
优选地，步骤D中在所述金属层蒙皮上均匀涂覆环氧树脂胶黏剂的涂覆量为150g/m2～350g/m2。
优选地，所述步骤E具体包括如下步骤：将铝蜂窝放置于封孔处理好的制造天线高精度反射面成型模具上，放入真空袋，放入热压罐中抽真空打压，热压罐的加热温度为80℃～130℃，压力为0.1MPa～0.3MPa，铝蜂窝通过胶黏剂与金属层蒙皮贴合连接，打压结束后，降低模具温度至常温后脱模。
优选地，所述制造天线高精度反射面成型模具的精度为天线高精度反射面精度的3倍以上。制备得到高精度反射面的精度为15微米～100微米，更加优选的，制备得到高精度反射面的精度为20微米～35微米
综上所述，与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明使用金属转移法使金属蒙皮直接与铝蜂窝粘接成型，缩短了工艺周期，满足了高精度反射面的可批量制备的需求；
(2)本发明金属转移膜具有较好的涂覆性，提高金属蒙皮的电性能从而满足反射面的要求。
具体实施方式
以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进，这些都属于本发明的保护范围。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开，下面结合具体实施例对本发明进行详细说明：
实施例1：
一种高精度反射面的成型方法，包括如下步骤：
A、在制造天线高精度反射面成型模具表面涂覆5遍脱模剂，晾干后备用；
B、在制造天线高精度反射面成型模具表面均匀涂覆2遍金属转移膜；
其中金属转移膜包括如下重量份的各组分：
Figure BDA0002564172780000031
C、在制造天线高精度反射面成型模具的金属转移膜表面使用电弧喷涂或火焰喷涂的方法喷涂铝、镍金属层得到金属层蒙皮,所述天线高精度反射面成型模具型面精度为8.8μm；
金属层蒙皮的金属颗粒直径为20～50μm；金属层蒙皮的厚度为1.5～3mm；
D、在喷涂好金属层蒙皮的制造天线高精度反射面成型模具上均匀涂覆环氧树脂胶黏剂进行封孔处理，涂覆量为250g/m2；
E、将铝蜂窝放置于封孔处理好的制造天线高精度反射面成型模具上，放入真空袋，放入热压罐中抽真空打压，热压罐的加热温度为90℃，压力为0.2MPa，铝蜂窝通过胶黏剂与金属层蒙皮贴合连接，打压结束后，降低模具温度至常温后脱模。
制备得到高精度反射面的精度为27μm。
实施例2：
一种高精度反射面的成型方法，包括如下步骤：
A、在制造天线高精度反射面成型模具表面涂覆6遍脱模剂，晾干后备用；
B、在制造天线高精度反射面成型模具表面均匀涂覆2遍金属转移膜；
其中金属转移膜包括如下重量份的各组分：
Figure BDA0002564172780000041
C、在制造天线高精度反射面成型模具的金属转移膜表面使用电弧喷涂或火焰喷涂的方法喷涂铝、镍金属层得到金属层蒙皮，所述天线高精度反射面成型模具型面精度为8.8μm；
金属层蒙皮的金属颗粒直径为20～50μm；金属层蒙皮的厚度为1.5～3mm；
D、在喷涂好金属层蒙皮的制造天线高精度反射面成型模具上均匀涂覆环氧树脂胶黏剂进行封孔处理，涂覆量为150g/m2；
E、将铝蜂窝放置于封孔处理好的制造天线高精度反射面成型模具上，放入真空袋，放入热压罐中抽真空打压，热压罐的加热温度为130℃，压力为0.1MPa，铝蜂窝通过胶黏剂与金属层蒙皮贴合连接，打压结束后，降低模具温度至常温后脱模。
制备得到高精度反射面的精度为20μm。
实施例3：
一种高精度反射面的成型方法，包括如下步骤：
A、在制造天线高精度反射面成型模具表面涂覆5遍脱模剂，晾干后备用；
B、在制造天线高精度反射面成型模具表面均匀涂覆3遍金属转移膜；
其中金属转移膜包括如下重量份的各组分：
Figure BDA0002564172780000042
Figure BDA0002564172780000051
C、在制造天线高精度反射面成型模具的金属转移膜表面使用电弧喷涂或火焰喷涂的方法喷涂铝、镍金属层得到金属层蒙皮，所述天线高精度反射面成型模具型面精度为8.8μm；
金属层蒙皮的金属颗粒直径为20～50μm；金属层蒙皮的厚度为1.5～3mm；
D、在喷涂好金属层蒙皮的制造天线高精度反射面成型模具上均匀涂覆环氧树脂胶黏剂进行封孔处理，涂覆量为350g/m2；
E、将铝蜂窝放置于封孔处理好的制造天线高精度反射面成型模具上，放入真空袋，放入热压罐中抽真空打压，热压罐的加热温度为80℃，压力为0.3MPa，铝蜂窝通过胶黏剂与金属层蒙皮贴合连接，打压结束后，降低模具温度至常温后脱模。
制备得到高精度反射面的精度为35μm。
对比例1
一种反射面的成型方法，与实施例1的不同之处在于：步骤B中金属转移膜包括如下重量份的各组分：
Figure BDA0002564172780000052
其余操作步骤均相同，制备得到反射面金属蒙皮部分区域开裂，十二烷基苯磺酸钠为表面活性剂，可以改善金属转移膜的成膜质量，不混入会使金属转移膜成膜不均匀，部分区域偏薄，导致金属蒙皮开裂。
对比例2
一种反射面的成型方法，与实施例1的不同之处在于：步骤B中金属转移膜包括如下重量份的各组分：
Figure BDA0002564172780000053
Figure BDA0002564172780000061
其余操作步骤均相同，制备得到反射面金属蒙皮大部分区域开裂，甘油可加强金属转移膜的强度，不混入会使金属转移膜强度下降，以至于喷涂金属层时金属转移膜开裂，最终导致金属蒙皮大部分区域开裂。
对比例3
一种反射面的成型方法，与实施例1的不同之处在于：步骤C中金属层蒙皮的厚度为4.5mm；其余操作步骤均相同，制备得到反射面的精度为58μm，金属蒙皮的厚度过厚，其中残留的热应力过高，反射面的型面精度过低。
对比例4
一种反射面的成型方法，与实施例1的不同之处在于：步骤C中金属层蒙皮的厚度为1mm；其余操作步骤均相同，制备得到反射面金属蒙皮部分区域开裂，金属蒙皮厚度过薄，刚性不够，会导致反射面产品脱模困难，金属蒙皮部分区域出现开裂现象。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种高精度反射面成型方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、在制造天线高精度反射面成型模具表面涂覆脱模剂，晾干后备用；
B、在制造天线高精度反射面成型模具表面均匀涂覆金属转移膜；
C、在制造天线高精度反射面成型模具的金属转移膜表面喷涂金属层得到金属层蒙皮；所述金属层蒙皮的厚度为1 .5～3mm；
D、在喷涂好金属层蒙皮的制造天线高精度反射面成型模具上均匀涂覆环氧树脂胶黏剂进行封孔处理；
E、将铝蜂窝放置于封孔处理好的制造天线高精度反射面成型模具上，铝蜂窝通过胶黏剂与制造天线高精度反射面成型模具的金属层蒙皮贴合连接。
2.根据权利要求1所述的高精度反射面成型方法，其特征在于，步骤A中涂覆脱模剂5～6遍，步骤B中涂覆金属转移膜2～3遍。
3.根据权利要求1所述的高精度反射面成型方法，其特征在于，步骤B中所述金属转移膜包括如下重量份的各组分：
聚乙烯醇 2-30份；
蒸馏水 40-70份；
乙醇 10-60份；
甘油 3-10份；
十二烷基苯磺酸钠 3-10份。
4.根据权利要求1所述的高精度反射面成型方法，其特征在于，步骤C中所述喷涂金属层具体包括如下步骤：使用电弧喷涂或火焰喷涂的方法在制造天线高精度反射面成型模具的金属转移膜表面喷涂金属得到金属层蒙皮。
5.根据权利要求4所述的高精度反射面成型方法，其特征在于，所述金属包括铝、镍中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的高精度反射面成型方法，其特征在于，所述电弧喷涂或火焰喷涂形成的金属层蒙皮的金属颗粒直径为20～50μm。
7.根据权利要求1所述的高精度反射面成型方法，其特征在于，步骤D中在所述金属层蒙皮上均匀涂覆环氧树脂胶黏剂的涂覆量为150g/m2～350g/m2。
8.根据权利要求1所述的高精度反射面成型方法，其特征在于，步骤E具体包括如下步骤：将铝蜂窝放置于封孔处理好的制造天线高精度反射面成型模具上，放入真空袋，放入热压罐中抽真空打压，热压罐的加热温度为80℃～130℃，压力为0 .1MPa～0 .3MPa，铝蜂窝通过胶黏剂与金属层蒙皮贴合连接，打压结束后，降低模具温度至常温后脱模。
9.根据权利要求1所述的高精度反射面成型方法，其特征在于，所述制造天线高精度反射面成型模具的精度为天线高精度反射面精度的3倍以上。
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