无人飞行器机身的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种无人飞行器机身的制作方法，属于无人飞行器制作【技术领域】。它包括以下步骤：1)模具制作，包括模型及模具的制作；2)铺层，在阴模表层铺设碳纤布、机身加强材料、隔离微孔透气膜、吸胶膜、微孔透气膜、微孔透气阳模；3)合模，微孔透气阳模、阴模合模，并将合模后的模具整体放入真空袋中进行抽真空处理；4)固化成型，放入烘烤箱，烘烤至所述碳纤布成型后对模具进行泠却；5)起模，待模具泠却后取出成型碳纤布，并对成型碳纤布进行休整。本发明在碳纤布层夹设蜂窝纸芯，有效提升了机身的强度和韧性及抗变形能力，在机身碰到障碍物时，能够吸收大部分冲击起到很好的缓冲作用，且质量轻，不会增加无人飞行器额外的负重。
【专利说明】 无人飞行器机身的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于无人飞行器制作【技术领域】，更具体地说，涉及一种无人飞行器机身的制作方法。
【背景技术】
[0002]四、六旋翼无人飞行器的机身是一种具有四个螺旋桨的飞行器并且四个螺旋桨呈十字形交叉结构，通过平衡四个旋翼产生的力来实现稳定盘旋和精确飞行，其具有欠驱动、多变量、强耦合、非线性等复杂特性。四、六旋翼无人飞行器研究内容涵盖了制造技术、结构设计、材料工程、空气动力学、自主飞行控制与导航、图像处理和先进通信技术、高效能源、微机电技术、传感器技术等多种高、精、尖技术，因此对四、六旋翼无人飞行器的研究无论是从国防战略角度，还是从民用角度来看，都有着十分深远的意义。
[0003]四、六旋翼无人飞行器拥有诸多优点和广阔的应用前景。在军事和民用上同样有着广泛的应用前景，例如可用于监视、侦察、搭建临时通信通道、搜寻遇险人员、巡逻、对多种线路进行安全测量、航拍等方面。
[0004]目前的无人飞行器生产模具透气功能不强，导致无人飞行器成型后制品表面易起泡和内部鼓起，导致出现较多的废品，提高了生产成本，不利于企业的长远发展，而且，现有的无人飞行器机身外壳结构强度不高，在碰到到障碍物或降落不平稳而着地时，机身易损坏甚至解体，因此，有必要设计一种透气量较大的模具来生产机身强度较高的无人飞行器。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种无人飞行器机身的制作方法，其可提升无人飞行器产品的良品率和机身的强度。
[0006]为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下:
[0007]—种无人飞行器机身的制作方法，包括以下步骤:
[0008]I)模具制作:完成无人飞行器机身模型的设计及相应模具的制作，所述模具包括阴模和微孔透气阳模；
[0009]2)铺层:铺层:将碳纤布放置胶水内浸泡，浸泡完成后的碳纤布铺叠在所述阴模表层，后在所述碳纤布层上放置机身加强材料，在机身加强材料上铺设第二层所述碳纤布，在第二层所述碳纤布上依次铺设隔离微孔透气膜、吸胶膜、微孔透气膜、微孔透气阳模；
[0010]3)合模:微孔透气阳模、阴模合模，并将合模后的模具整体放入真空袋中进行抽真空处理；
[0011]4)固化成型:将步骤3中的真空袋及模具放入烘烤箱，烘烤至所述第一碳纤布层和第二碳纤布层成型后对模具进行冷却；
[0012]5)起模:待模具冷却后取出成型的碳纤布。
[0013]进一步的，所述步骤I中的所述微孔透气阳模由微孔透气材料制作，所述阴模为铝制并由CNC数控车床制作，制作完成后对所述阴模进行多次抛光处理直至光洁度满足生产要求。
[0014]进一步的，所述步骤2进行之前，还要对模具表层先后进行打蜡和喷胶衣处理。
[0015]进一步的，所述步骤2中的第一层碳纤布和第二层碳纤布均至少包括一层所述碳纤布。
[0016]进一步的,所述步骤3中真空袋由密封胶带和真空袋膜制成。
[0017]进一步的，所述机身加强材料为蜂窝纸芯。
[0018]进一步的，所述步骤3中的抽真空气压为4_6kg，抽至真空袋内无多余空气。
[0019]进一步的，所述步骤4里烘烤箱的烘烤温度为150°C ±5°C，烘烤时间为3H。
[0020]更进一步的，所述步骤5中模具开模取出成型碳纤布后，需要先去掉成型碳纤布上的微孔透气膜、吸胶膜，后去除成型碳纤布上的毛边、毛刺；所述成型碳纤布包括第一碳纤布层、蜂窝纸和第二碳纤布层。
[0021]相比于现有技术，本发明无人飞行器机身的制作方法的有益效果为:
[0022]本发明采用微孔透气阳模，微孔透气阳模具有很小的气孔，可以将阴模表层的碳纤维每个部位挤压到位，每个部位的多余的空气和多余的胶都可以均匀的抽出，从而减轻了飞行器的重量，将制作中未能准确贴合模具表面的碳纤布压制到位，并在烘烤时不受温度的影响而变形，显著提高了良品率；在碳纤布层夹设蜂窝纸芯，有效提升了机身的强度和韧性及抗变形能力，在机身碰到障碍物时，能够吸收大部分冲击起到很好的缓冲作用，且质量轻不会增加无人飞行器额外的负重。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明无人飞行器机身的制作方法的模具的结构示意图。
[0024]图2为本发明无人飞行器机身的制作方法的蜂窝纸芯的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
[0026]本发明一种无人飞行器机身的制作方法，包括以下步骤:
[0027]I)模具制作:由设计人员通过设计出合适尺寸的飞行器模型及模具，模具包括微孔透气阳模6a和铝制的阴模5a，所述模型包括上模型和下模型，经过上百次的测试实验取出合适尺寸，再由CNC数控车床制作出相应的阴模5a并对阴模5a进行多次抛光处理，直至阴模5a表面光洁度符合胶衣喷涂的作业要求；其中，微孔透气阳模6a采用的是微孔透气材料制作，制作5μπι孔径的中空微孔透气阳模6a的工艺步骤如下:1、按重量比为1: 100的比例将硫酸镁溶解在水中；2、将上述得到的硫酸镁溶液与石膏按重量比为1: 25的比例进行均匀混合制成糊状；3、室温下将步骤2制得的糊状混合物放入微孔透气阳模6a的成型模具中，在120°C的温度下，静置0.1小时，固化成型，形成符合要求形状的溶模芯；4、将60-150目的分子量是35Χ1(Γ4-800Χ1(Γ4的超高分子量聚乙烯与硬脂酸钙按1: 0.1的比例进行混合；5、取步骤4制得的重量为45%的混合物原料放入微孔透气阳模6a模具中，铺平后再放入步骤3成形的的溶模芯，根据溶模芯的大小将微孔透气阳模6a模具的腔体分成四份，再将剩余的55%的步骤4制得的上述混合物料原料放入微孔透气阳模6a模具中铺平，加压封盖固定，放入烘箱中加热至200°C，加温控制时间3小时，取出模具，进行降温冷却6小时，从模具中取出制作好的微孔透气阳模6a ;6、将步骤5制得的微孔透气阳模6a放入清水中进行浸泡3小时，内腔体溶模芯溶化；7、用清水清洗毛坯内腔溶模芯残渣，清洗干净后进行修整、烘干即得成型微孔透气阳模6a，微孔透气阳模6a的重量控制在50kg±5kg。
[0028]2)打蜡:在阴模5a的表层打蜡，将蜡均匀地涂抹在阴模5a表层，自然凉干15_25分钟后，用棉纱布擦拭干净，再将蜡均匀地涂抹在阴模5a表层，自然凉干15-25分钟后，用棉纱布擦拭干净，重复上述步骤5-9次，最后两次可以采用抛光轮抛光，后喷涂胶衣。
[0029]3)喷涂胶衣:模具胶衣作为模具的表层，要求固化后的表面致密，具有一定的强度和硬度，优质的模具胶衣应该是喷涂型胶衣，具有低粘度、高触变性、良好的消泡性和流平性，固化特性稳定；在阴模5a打蜡后随即进行喷涂胶衣处理，使用前充分搅拌每桶胶衣，但速度要慢以免混入气泡，开始作业前，胶衣和模具的温度保持在15°C _30°C，理想的模具温度应该比胶衣温度高2°C _3°C，车间内相对湿度要低于80%，采用空压机在制好的阴模5a表层喷涂胶衣，喷涂时，喷嘴要垂直于模具表面且离开模具约300-500mm，喷涂要均匀，厚度要求在40-60g/cm2，首次的喷涂为厚度为0.4-0.6mm的连续薄膜，待第一次固化后(微粘手)，再喷第二层、第三层。
[0030]4)铺层:胶衣喷完后I小时?3小时，等胶衣固化后，表面不粘手的情况下，进行阴模5a铺层，将碳纤布放置胶水内浸泡，浸泡完成后，将碳纤布裁切成所需形状和大小，分成第一碳纤布层7a和第二碳纤布层4a,第一碳纤布层7a和第二碳纤布层4a均为单层的碳纤布，后根据厚度要求将第一碳纤布层7a铺叠在步骤3中的阴模5a表层，用滚筒将第一碳纤布层7a压实压平或用手工将碳纤布捋平，不能残留气泡，后在第一碳纤布层7a上放置蜂窝纸芯8a，后将第二碳纤布层4a铺设于蜂窝纸芯8a上，最后在第二碳纤布层4a上依次铺设隔离微孔透气膜2a、吸胶膜3a、微孔透气膜la、微孔透气阳模6a，如图1、图2所示，吸胶膜3a较厚，用于将碳纤布外溢多余的胶水吸附过来，使得碳纤布内的胶水不会污染到微孔透气阳模，能够方便微孔透气阳模6a的脱离；隔离微孔透气膜2a用于将吸胶膜3a与碳纤布隔离开，由于隔离微孔透气膜2a具有可容胶水渗透过的微孔，吸胶膜3a吸附完胶水后，隔离微孔透气膜2a与碳纤布之间不具有黏性，因而开模时，微孔透气阳模6a不会与碳纤布黏结；微孔透气膜Ia用于隔离微孔透气阳模6a和吸胶膜3a，使得开模后吸胶膜3a不与微孔透气阳模6a粘为一体。蜂窝纸芯8a是根据自然界蜂巢结构原理制作的，它是把瓦楞原纸用胶粘结方法连接成无数个空心立体正六边形，形成一个整体的受力件。蜂窝纸芯具有较好的韧性和回弹性，独特的蜂窝夹芯结构提供了优异的缓冲性能，在所有的缓冲材料中具有更高的单位体积能量吸收值，高厚度的蜂窝纸芯可替代现己大量使用的EPS塑料泡沫缓冲垫。蜂窝夹层结构近似各向同性，结构稳定性好，不易变形，其突出的抗压能力、抗弯能力且质量轻是航空器材需要的最重要的特性。
[0031]5)合模:由压力机将微孔透气阳模6a、阴模5a合模,在合模后的模具整体表面铺设真空袋膜，并用密封胶带将边角及真空袋膜的折叠处进行密封，后进行抽真空处理，抽真空气压4-6kg,抽至真空袋内无多余空气。
[0032]6)固化成型:将步骤3中的真空袋放入烘烤箱，烤箱温度设置为150°C ±5°C，烤箱升温速率宜为40°C /h-60°C /h,烘烤时间设置为3H,待第一碳纤布层7a和第二碳纤布层4a成型后对模具进行冷却。
[0033]7)起模:待模具冷却至60°C以下时取出成型碳纤布,成型碳纤布包括第一碳纤布层7a和第二碳纤布层4a及固定于第一碳纤布层7a、第二碳纤布层4a之间的蜂窝纸芯8a,并对成型碳纤布进行休整，将碳纤布上的隔离微孔透气膜2a、吸胶膜3a、微孔透气膜Ia去除，后去除碳纤布上的毛边、毛刺，然后再将机架周边的毛边铲除；所得到的成型碳纤布即为飞行器的一半机身的外壳，生产时，只需将两件成型外壳进行对接并固定即形成一个整体的飞行器。
[0034]本制作方法使用微孔透气阳模6a，微孔透气阳模6a具有很小的气孔，可以将阴模5a表层的碳纤维每个部位挤压到位，每个部位的多余的空气和多余的胶都可以均匀的抽出，从而减轻了飞行器的重量，将制作中未能准确贴合模具表面的碳纤布压制到位，并在烘烤时不受温度的影响而变形，显著提高了良品率。
[0035]以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种无人飞行器机身的制作方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)模具制作:完成无人飞行器机身模型的设计及相应模具的制作，所述模具包括阴模和微孔透气阳模； 2)铺层:将碳纤布放置胶水内浸泡，浸泡完成后的碳纤布铺叠在所述阴模表层，后在所述碳纤布层上放置机身加强材料，在机身加强材料上铺设第二层所述碳纤布，在第二层所述碳纤布上依次铺设隔离微孔透气膜、吸胶膜、微孔透气膜、微孔透气阳模； 3)合模:微孔透气阳模、阴模合模，并将合模后的模具整体放入真空袋中进行抽真空处理； 4)固化成型:将步骤3中的真空袋及模具放入烘烤箱，烘烤至第一层所述碳纤布层和第二层所述碳纤布成型后对模具进行冷却； 5)起模:待模具冷却后取出成型的碳纤布。
2.如权利要求1所述的无人飞行器机身的制作方法，其特征在于:所述步骤1中的微孔透气阳模由微孔透气材料制作，所述阴模为铝制并由CNC数控车床制作，制作完成后对所述阴模进行多次抛光处理直至光洁度满足生产要求。
3.如权利要求1所述的无人飞行器机身的制作方法，其特征在于:所述步骤2进行之前，还要对阴模表层先后进行打蜡和喷胶衣处理。
4.如权利要求1所述的无人飞行器机身的制作方法，其特征在于:所述步骤2中的第一层碳纤布和第二层碳纤布均至少包括一层所述碳纤布。
5.如权利要求1所述的无人飞行器机身的制作方法，其特征在于:所述步骤3中真空袋由密封胶带和真空袋膜制成。
6.如权利要求1所述的无人飞行器机身的制作方法，其特征在于:所述步骤3中的抽真空气压为4-6kg,抽至真空袋内无多余空气。
7.如权利要求1所述的无人飞行器机身的制作方法，其特征在于:所述步骤4里烘烤箱的烘烤温度为150°C ±5°C，烘烤时间为3H。
8.如权利要求1所述的无人飞行器机身的制作方法，其特征在于:所述机身加强材料为蜂窝纸芯。
9.如权利要求1所述的无人飞行器机身的制作方法，其特征在于:所述步骤5中模具开模取出成型碳纤布后，需要先去掉成型碳纤布上的微孔透气膜、吸胶膜，后去除成型碳纤布上的毛边、毛刺；所述成型碳纤布包括所述第一层碳纤布、所述蜂窝纸芯和所述第二层碳纤布。
【文档编号】B29C70/44GK104260369SQ201410377817
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】常明, 刘苏斌 申请人:昆山翔鸿无人飞行器有限公司