[發明專利]蜂窩夾層結構反射面板拼接方法

有效

• 申請號: 201110104775.X
• 申請日: 2011-04-26
• 公開（公告）號: CN102270782A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 李東升;江超;周賢賓;常和生;羅紅宇;任士明
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H01Q15/14
• 分類號: H01Q15/14;H01Q15/16
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

技術領域

本發明涉及一種蜂窩夾層結構反射面板拼接方法，具體涉及一種超大型高精度夾層結構反射面板的拼接方法，屬于機械工程/板料成形領域。

背景技術

隨著現代通訊和軍事技術的高速發展，對天線電氣性能的要求越來越高，大型高精度反射器作為建造大型緊縮場和發展毫米波天線的基礎和關鍵，正不斷向著更大面積和更高精度的方向發展。目前的超大型緊縮場反射面總面積已達到200m²以上，整體型面精度RMS(Root?Mean?Square)要求在75μm以下，采用分塊制造、整體裝配的方法建造，分塊后單塊板面積達到6.4m²，型面精度RMS要求在40μm以下，邊緣精度±0.2mm。但由于受到原材料制造工藝等因素的影響，需要解決單塊大面積面板成形中受原材料尺寸限制的問題，迫切需要一套面板的拼接方法，以實現增大單塊面板制造面積的目標。

本專利中涉及的夾層結構是由三層鋁板、兩層蜂窩及板芯膠組成，通過在模具上逐層鋪設，采用真空袋密封形成負壓，待膠固化后形成蜂窩夾層結構反射面板(下文簡稱夾層板)，成形方式如圖1所示。

另經申請人在大量的研究與實驗過程中所了解，現有技術中主要存在以下問題：

1、由于受到材料尺寸的限制，目前單塊面板的制造面積均在3m²以下，已無法滿足天線的設計要求。

2、由于受到面板單塊面積的限制，勢必要增加面板的數量，增加背架連接裝置的設計難度，增加面板的裝配和調節精度的難度，對面板設計制造和應用都帶來諸多問題。

3、夾層結構拼接過程中，拼接縫隙對天線電氣性能有一定的影響，破壞了夾層板工作面的連續性，削弱了結構的整體剛度。

4、基于現有的精密成形制造工藝，增大夾層板的制造面積仍然能夠保證夾層板具有很高的形面精度，相比于機械加工方法具有不可比擬的優勢。

因此，傳統的只利用單塊原材料進行制造的面板尺寸和工藝方法已不能滿足天線的設計要求，需要建立拼接工藝以突破夾層板制造尺寸的限制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種蜂窩夾層結構反射面板的拼接方法，使反射面板的制造面積不再受到原材料尺寸的限制，進而實現夾層板制造的大面積、高精度的技術目標。通過三層鋁板和兩層蜂窩的拼接組合，可一次成形大面積蜂窩夾層結構反射面板。本拼接方法針對蜂窩夾層面板三層鋁板兩層蜂窩的夾層結構采用每層鋁板和蜂窩交錯拼接逐層鋪設的制造方法，鋁板拼接縫為仿長城形狀，蜂窩芯之間用帶狀泡沫拼接，通過定位方式對鋁板和蜂窩進行定位。根據反射面在空間的位置進行建模，利用空間曲面的展開算法獲取鋁板的坯料加工圖，以保證成形后獲得很高的拼縫精度和工作面輪廓邊緣精度，并針對拼縫所帶來的面板表面不連續的問題，采用鋁粉導電膠填充和單剪對接的方式解決，實現了制造高質量、大面積、高精度蜂窩夾層結構反射面板的目標。

本發明是一種蜂窩夾層結構反射面板的拼接方法，該夾層結構具體包括三層鋁板和兩層蜂窩芯；其中三層鋁板為工作板、中接板及背板；所述的拼接方法包括：確定鋁板拼接縫的形狀和定位方式、逐層拼接鋪設夾層結構和拼接縫的修理三個步驟。具體如下：

(一)確定鋁板拼接縫的形狀和定位方式

三層鋁板即工作板、中接板及背板，每一層均是由兩塊鋁板拼接而成，拼接縫的形狀采用長城頂部的凸凹形狀，相比于直縫更有利于增加面板的拼接剛度。鋁板的拼接定位方式是通過突出于邊緣的輔助耳片上的兩個定位孔相結合限制自由度的方式，所述的兩個定位孔為一個圓孔和一個長孔，其中圓孔限制面內移動自由度，長孔限制面內轉動自由度，圓孔和長孔設置在板的長方向(即與長邊平行的方向)，且距離拼接縫為短邊長度的1/3左右為宜，輔助耳片待整個反射面板成形完成后去除。該定位方式實現定位三層鋁板兩層蜂窩，簡單易行，適合實際生產應用。

(二)逐層拼接鋪設夾層結構

逐層拼接夾層結構具體包括：三層鋁板拼接縫的橫縱交錯鋪設和蜂窩芯拼接縫的交錯逐層鋪設，鋪設順序依次為：工作板、蜂窩芯、中接板、蜂窩芯、背板；其中工作板1、中接板2和背板3的拼接縫采用長城頂部的凹凸形，且拼接縫的方向為兩兩縱橫交錯；蜂窩芯共兩層，每一層均是由兩塊蜂窩芯拼接而成的，拼接縫為直縫，兩層蜂窩芯拼接縫的方向也橫縱交錯，以減少拼縫對面板整體剛度的削弱。同一夾層結構可以根據受載大小用不同密度的蜂窩芯，每層的兩塊蜂窩芯之間用帶狀泡沫拼接，拼接處對兩芯格細節吻合度無特殊要求，但要求蜂窩芯的面積要超出三層鋁板面積。

(三)拼接縫的修理