[發明專利]多層電加熱單元加工成型方法

有效

• 申請號: 201710046405.2
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106626440B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 白斌;李革萍;白穆;曾飛雄;楊勝華;史獻林
• 申請（專利權）人: 中國商用飛機有限責任公司;中國商用飛機有限責任公司上海飛機設計研究院
• 主分類號: B29C70/44
• 分類號: B29C70/44;B29C70/88
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 李丹丹

本發明提供一種用于飛機前緣的多層復合電加熱單元的加工成型方法，包括以下步驟：?制備第一絕緣層；?在所述第一絕緣層的一側上形成電加熱元件；?對所述電加熱元件進行性能檢測，如果滿足設計要求，則進行下一步驟，如果不滿足設計要求，則棄用；?在所述電加熱元件的與所述第一絕緣層相反的表面上形成第二絕緣層，從而由所述第一絕緣層、所述電加熱元件和所述第二絕緣層共同形成電加熱結構；?在所述電加熱結構的兩側分別形成基體結構和金屬防護層；?將所述電加熱結構與兩側的基體結構和金屬防護層共同進行熱固化成型。本發明的方法可降低電加熱單元的加工制造周期和成本。

技術領域

本發明涉及一種電加熱單元的加工成型方法，更具體是飛機結構前緣電防/除冰單元多層復合結構的加工成型方法。

背景技術

電加熱防/除冰系統通過在飛機結構前緣布置電防/除冰功能單元，將電能轉化為熱能加熱防護區前緣，從而實現對防護區前緣防冰、除冰功能。電防/除冰功能單元一般由電加熱元件2、第一絕緣層1和第二絕緣層3、基體結構5、表面金屬防護層4等多層結構組成，常見的結構形式如圖1a所示。

對于復合材料多層電加熱結構一般的加工流程是采用陽模，由基體結構5向表面金屬防護層4逐層加工、成型，見圖1b)，其加工流程見圖2，主要步驟如下：

步驟1：在陽模上手工鋪設碳纖維和玻璃纖維，作為機翼/短艙前緣結構雙曲率復合材料功能單元基體結構；

步驟2：在基體結構上鋪設玻璃纖維或PEEK的第一絕緣層；

步驟3：在熱壓罐內部固化成型，考慮到功能單元防/除冰需加熱至80-110℃，固化過程通常在180℃的溫度下進行；

步驟4：通過熱噴涂等方式加工電加熱原件；

步驟5：對電加熱膜進行電熱性能檢測，確保其滿足設計指標要求，否則產品報廢。

步驟6：在電加熱膜表面手工鋪設玻璃纖維或PEEK的第二絕緣層，以及金屬防護層。

步驟7：將上述形成的復合層再次進熱壓罐成型。

電防除冰功能單元是一種集成化程度高的結構功能件，為提升熱傳導和能量利用效率，復合結構層本身厚度較薄，且電加熱工作溫度與復合材料固化溫度接近，因此對于電加熱膜的均勻性和電阻誤差等要求較高，金屬電加熱膜厚度一般需要精確到微米級別，較小的誤差就會導致局部的熱斑，從而影響到復合材料功能單元的壽命和防/除冰性能。

電加熱膜在加工后，需對其進行較為嚴格檢測，確保電加熱元件的電熱性能滿足設計要求，包括電加熱膜電阻，噴涂的均勻性、絕緣性等。一旦檢測出加熱膜不符合設計指標要求，則會導致產品報廢。若采用由外到內逐層加工的方式，一旦由于金屬電加熱膜不符合要求導致產品報廢，會將前期加工的基體結構5和絕緣層1(如圖1a所示)一起報廢，造成加工材料和工藝成本的浪費。

發明內容

本發明旨在通過一種用于飛機前緣的多層多層復合電加熱單元的加工成型方法來解決上述問題。

本發明提出了一種轉膜加工方式，使用了模塊化加工理念，將加熱功能單元的加工分為若干模塊單元，確保各部分性能的基礎上，最終集成在一起，形成電防/除冰復合材料功能單元。

具體地，根據本發明的用于飛機前緣的多層復合電加熱單元的加工成型方法包括以下步驟：

-制備第一絕緣層；

-在所述第一絕緣層的一側上形成電加熱元件；

-對所述電加熱元件進行性能檢測，如果滿足設計要求，則進行下一步驟，如果不滿足設計要求，則棄用；

-在所述電加熱元件的與所述第一絕緣層相反的表面上形成第二絕緣層，從而由所述第一絕緣層、所述電加熱元件和所述第二絕緣層共同形成電加熱結構；