[發(fā)明專利]碳纖維天線反射面的一體成型工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210589370.4
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN103042697A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫超明;趙衛(wèi)生;彭玉剛;談娟娟;楊凱;張翠妙;劉輝
• 申請（專利權(quán)）人: 北京玻鋼院復(fù)合材料有限公司
• 主分類號(hào): B29C70/02
• 分類號(hào): B29C70/02
• 代理公司: 北京諾孚爾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11242
• 代理人: 魏永金

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種碳纖維天線反射面的一體成型工藝，成型的碳纖維天線反射面應(yīng)用于通信及測控技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

碳纖維復(fù)合材料具有輕質(zhì)、高強(qiáng)度、高剛度、高精度、耐腐蝕、耐疲勞、減振性好等特點(diǎn)，20世紀(jì)90年代就已在星載天線反射面領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。隨著工藝技術(shù)的進(jìn)步、材料成本的降低，碳纖維復(fù)合材料必將取代更多的金屬材料，成為便攜式、車載、機(jī)載、星載天線甚至地面站天線反射面及結(jié)構(gòu)件的主流材料。

目前，碳纖維復(fù)合材料天線反射面主要為蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)，內(nèi)、外蒙皮采用碳纖維預(yù)浸料熱壓罐中溫固化成型，而后再與蜂窩夾芯采用膠膜粘接成型。該方法的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、力學(xué)性能好；缺點(diǎn)是工藝繁瑣，需要多次進(jìn)罐，無法一體成型，成本較高，且受熱壓罐的口徑限制無法制得大口徑的反射面，限制了其在民用領(lǐng)域中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種可簡化工藝，不用熱壓罐固化，制造成本低，產(chǎn)品精度高，可成型大口徑的碳纖維天線反射面的一體成型方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種碳纖維天線反射面的一體成型工藝，包括一對背架，在該對背架的后端開有固定孔；其步驟如下：

1）預(yù)制碳纖維天線反射面的模具；

2）將步驟1）預(yù)制的模具表面清理干凈，涂覆脫模劑；

3）在步驟2）模具的表面鋪覆一層脫模布，其上鋪貼外蒙皮碳纖維預(yù)浸料，同時(shí)將鋪貼過程中層與層之間的氣泡趕出，鋪好后將該外蒙皮碳纖維預(yù)浸料連同脫模布一起取下放置備用；

4）在步驟3）取下外蒙皮碳纖維預(yù)浸料的模具上鋪貼內(nèi)蒙皮碳纖維預(yù)浸料，同時(shí)將鋪貼過程中層與層之間的氣泡趕出；在鋪好的內(nèi)蒙皮碳纖維預(yù)浸料表面鋪覆一層膠膜；

5）2個(gè)所述背架平行于所述模具長徑方向以其軸心為準(zhǔn)向兩側(cè)等距平行鋪放在步驟4）所述的膠膜上且與其表面粘接固定，其粘接長度為該背架由前端至全長的2/3段；所述背架裝有固定孔的后端伸出所述模具長徑方向一端；2個(gè)所述背架固裝孔之間的距離為0.1～1米；同時(shí)加熱該膠膜將預(yù)埋金屬件粘在所述背架周邊的膠膜上；

6）取一蜂窩層，將其裁剪至與所述內(nèi)蒙皮表面尺寸相同鋪覆在膠膜上且將背架2的位置處剪開，鋪覆在背架2周邊及以外的膠膜上；裁剪處用發(fā)泡膠連接；而后在蜂窩層上鋪覆第二層膠膜；將步驟4）制備的外蒙皮碳纖維預(yù)浸料劃線裁去所述背架部分后鋪覆在第二層的膠膜上；再加熱外蒙皮碳纖維預(yù)浸料使其通過第二層膠膜粘在第一層膠膜上；

7）在步驟5）成型的外蒙皮碳纖維預(yù)浸料上表面依次包覆脫模布、透氣氈及真空袋后成型為碳纖維天線反射面毛坯，將其送入一固化爐內(nèi)在真空狀態(tài)下高溫固化；固化完成后自然冷卻至低于50度后脫模；

8）將脫膜后的翻邊毛刺打磨平整，外蒙皮處刮膩?zhàn)樱蚰テ秸?!-- SIPO -->

9）用三坐標(biāo)測量儀檢驗(yàn)脫模后的所述碳纖維天線反射面制品內(nèi)表面精度，制備而成所述碳纖維天線反射面。

步驟1）所述的天線反射面模具為鑄鐵或鋼數(shù)控銑制備，型面誤差小于0.3mm。

步驟2）所述的碳纖維預(yù)浸料為碳纖維單向預(yù)浸料或碳纖維織物預(yù)浸料中一種或兩種組合物。

步驟3）所述背架設(shè)有一對，為鋁合金預(yù)制件；背架的前端位于該背架長徑的中部，且粘接在第一層膠膜上；2個(gè)背架與該碳纖維天線反射面相接面的前端以該碳纖維天線反射面的軸心向兩側(cè)等距平行粘接，其兩側(cè)的間距各為0.1～1米。

步驟5）所述的蜂窩層為鋁蜂窩夾芯材料。

步驟6）所述固化爐上裝有真空管道，真空管道與外設(shè)真空泵相接；所述固化爐加熱和抽真空同時(shí)進(jìn)行；所述固化溫度為80～180℃。

上述固化爐加熱溫度在常溫至200℃之間。

上述的真空管道上串裝有真空表，該真空表設(shè)定的真空壓力低于-0.085MPa。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有優(yōu)點(diǎn)和有益效果如下：1）天線反射面內(nèi)、外蒙皮、蜂窩夾芯材料與背架可一體成型，工藝簡單，易操作，加工效率高，不用多次固化，節(jié)約了成本；2）使用固化爐固化，可成型大尺寸天線反射面產(chǎn)品，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。

附圖說明

圖1為本發(fā)明天線反射面與背架連接位置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為天線反射面的工藝結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做詳細(xì)說明。