[發明專利]一種樹脂基復合材料天線罩噴射成型裝置與方法

在審

• 申請號: 201711228783.9
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN107891616A
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 曾照勇;李昕;俞玉澄;蔣海峰
• 申請（專利權）人: 上海無線電設備研究所
• 主分類號: B29C70/46
• 分類號: B29C70/46;B29C70/54;B29L31/34
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙)31249
• 代理人: 周榮芳

技術領域

本發明涉及樹脂基復合材料天線罩制備技術領域，具體涉及一種樹脂基復合材料天線罩成型裝置與方法。

背景技術

天線罩是保護內部天線免受外界環境影響的重要部件，除了滿足強度、耐熱、抗雨蝕等要求外，天線罩還是天線接收和發射信號的關鍵窗口，必須具備良好的透波性能。隨著我國航空航天、氣象及軍事技術的進步和軍事形勢的發展，進行遠程精密跟蹤測量雷達等高精度雷達和高增益天線的研究與制造已成為緊迫的任務，對高性能天線罩的研制需求也越來越迫切。

樹脂基透波復合材料以其輕質、寬頻、高強度等優點成為天線罩上應用的重要材料，通過對樹脂基復合材料天線罩成型方法的研究以提升天線罩的性能與制造精度是目前的研究重點之一。

復合材料成型工藝是復合材料工業的發展基礎和條件，隨著復合材料應用領域的拓寬，復合材料工業得到迅速發展，其成型工藝日臻完善，新的成型方法不斷涌現。目前樹脂基復合材料的成型方法已有20多種，從預成型方法分類，可分為層貼法、沉積法、纏繞法、編織法等；從成型壓力方面，可分為真空袋成型、熱壓罐成型、模壓成型、樹脂傳遞模塑(RTM)、樹脂膜熔滲(RFI)、增強反應注射成型(RRIM)、拉擠成型等。

天線罩通常為復雜曲面結構，適用于天線罩的成型方法主要是模壓和RTM成型，模壓適用于高粘度樹脂，RTM成型適用于低粘度樹脂。

模壓成型是將纖維織物逐層套設在模具上，并將樹脂刷涂在織物上，然后在模壓設備上加熱加壓固化成型，由于各部位的樹脂含量難以精確控制，這種方法成型天線罩的樹脂含量存在較大的不均勻性，影響了天線罩的成型質量。

RTM成型工藝，是將樹脂膠液注射進入模腔中，在壓力作用下，樹脂膠液在增強材料預制件中流動且傳遞到各個部位，充滿模腔并通過流膠排凈模腔內的氣泡，然后固化制成產品的成型工藝。目前，RTM成型技術國內外普遍存在的難點和問題表現為：(1)樹脂對纖維的浸漬不夠理想，制品里存在空隙率較高，且有干纖維的現象；(2)制品的纖維含量較低(一般約50％)；(3)大面積、結構復雜的模具型腔內，模塑過程中樹脂的流動不均衡，而這個動態過程無法觀察，更不能進行預測和控制；(4)復合材料成型的RTM工藝成型時間較長，產品變形量較大。

針對現有復合材料成型中的存在的不足，許多文獻也介紹了改進方法，如專利CN103231522A介紹了一種在充模前對制備復合材料的原料進行真空脫泡的方法，以減小原料中的氣泡，但對于成型過程未有所改進；專利CN101811365A提出一種針對編織回轉體的自下而上注膠的工藝，但其工藝仍是基于傳統的RTM工藝，在注膠過程中樹脂的流動過程也難以準確監測；專利CN102672973A介紹了一種離心成型工藝的改進方法，但只適用于型材和板材，無法適用于復雜曲面結構。

3D打印技術是一種新興的材料成型技術，在復合材料成型上應用上已有大量研究。專利CN104149339A和專利CN104097326A介紹了一種基于3D打印技術的復合材料成型方法，采用打印頭對涂覆樹脂的纖維進行分層鋪絲，該方法目前主要適用于結構簡單的板類復合材料，對于復雜回轉曲線實現難度較大。

噴射成型是材料成型中的一個重要方法，但多用于金屬材料或金屬基復合材料成型，如專利CN1490102A介紹了一種用于金屬粉末的噴嘴，專利CN103394695A介紹了一種采用金屬熔體進行噴射成型的自動化生產方法，專利CN101020999A介紹了一種合金材料的噴射成型方法，專利CN103501985A介紹了一種將樹脂噴入鑄模以便浸入預制件內的方法，但其主要方法仍是傳統的RTM方法，仍需通過樹脂在鑄模流動實現纖維織物的浸透。噴射成型技術在樹脂基復合材料也有應用，但傳統方法是將短纖維與樹脂混合后通過噴嘴噴射到模具中，如文獻《玻璃鋼噴射成型工藝》(玻璃鋼學會第十六屆全國玻璃鋼/復合材料學術年會論文集，2006年,153-155)介紹了玻璃鋼制品的噴射成型方法，該方法制成的復合材料存在較大的不均勻性，無法適用于性能要求較高的天線罩領域。

發明內容

本發明的目的是提供一種樹脂基復合材料天線罩噴射成型裝置與方法，通過采用高壓氣流將樹脂噴射到纖維增強織物中，保證樹脂與纖維織物的充分浸透，且成型過程容易進行檢測。

為達到上述目的，本發明提供了一種樹脂基復合材料天線罩噴射成型裝置，其包括：

陽模；

套設在陽模上的增強纖維織物；

設置在陽模下方的旋轉轉臺，其用于驅動陽模和增強纖維織物繞自身垂直軸線回轉；