一种纤维增强树脂基复合材料天线罩的成型方法与流程

1.本发明涉及天线罩技术领域，尤其涉及一种纤维增强树脂基复合材料天线罩的成型方法。


背景技术：

2.随着武器装备的快速发展，对其关键部件天线罩的型面设计越来越复杂，同时对天线罩的强度、重量等性能要求越来越高。纤维增强树脂基复合材料由于轻质高强等特性，在航空航天、地面、舰船等领域的天线罩上都得到了广泛应用。
3.纤维增强树脂基复合材料天线罩常用的成型方法分为以下三种：1、采用纤维布在阴模内糊制保证外型面，固化后局部修整内型面；2、采用纤维布在阳模上糊制保证内型面，固化后局部修整外型面；3采用纤维布，阴阳模共用，在阳模或者阴模糊制，然后阴阳模合模后固化成型，同时保证内外型面。但是上述方式仅适用于型面相对简单、厚度较为均匀的天线罩。
4.对于糊制难度高(体积较小、型面结构复杂等情况)的天线罩，或者厚度不均匀、曲率变化较大、深腔型等结构的异型结构天线罩，由于型面复杂、存在正负曲率转换、变厚度、大厚度及负曲率设计，给天线罩的制备带来了很大的难度，容易出现制品尤其是拐角处缺料、致密化不均匀、机加难度大等弊端，致使制品合格率非常低。


技术实现要素：

5.(一)要解决的技术问题
6.本发明的目的是提供一种纤维增强树脂基复合材料天线罩成型方法，解决型面复杂、糊制难度高的天线罩的制造难题，提高产品的生产质量和合格率。
7.(二)技术方案
8.为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种纤维增强树脂基复合材料天线罩的成型方法，
9.包括以下步骤：
10.s1、在阳模上糊制纤维增强树脂预浸布；
11.s2、计算天线罩减去糊制纤维增强树脂预浸布区域后的剩余体积，根据剩余体积和设计要求密度计算出所需灌注短切纤维树脂预混料的质量；
12.s3、将所述短切纤维树脂预混料均匀的分布在阴模型面；
13.s4、采取阴模在下，阳模在上的方式合模后压实、进行固化；
14.s5、脱模得到所要制备的天线罩。
15.优选地，在阳模上糊制纤维增强树脂预浸布的厚度与所对应处的天线罩的厚度之比为0.1～0.9。
16.进一步优选地，在阳模上糊制纤维增强树脂预浸布的厚度与所对应处的天线罩的厚度之比为0.5。
17.优选地，计算天线罩各处的厚度减去相对应处糊制纤维增强树脂预浸布厚度的数值，得到最小数值，所述短切纤维树脂预混料中的短纤维的长度与所述最小数值之比小于20。
18.优选地，所述短切纤维树脂预混料中的短纤维重量占比为0.3～0.7。
19.第二方面，本发明提供了另一种纤维增强树脂基复合材料天线罩的成型方法，
20.包括以下步骤：
21.s1、利用树脂浸润干纤维布，得到浸润树脂纤维布，在阳模上糊制浸润树脂纤维布；或
22.将干纤维面铺覆在阳模的后涂覆树脂，使铺覆在阳模的干纤维布成为浸润树脂纤维布。
23.s2、计算天线罩减去糊制浸润树脂纤维布区域后的剩余体积，根据剩余体积和设计要求密度计算出所需灌注短切纤维树脂预混料的质量；
24.s3、将所述短切纤维树脂预混料均匀的分布在阴模型面上；
25.s4、采取阴模在下，阳模在上的方式合模后压实、进行固化；
26.s5、脱模得到所要制备的天线罩。
27.优选地，在阳模上糊制浸润树脂纤维布的厚度与所对应处的天线罩的厚度之比为0.1～0.9。
28.进一步优选地，在阳模上糊制纤维增强树脂预浸布的厚度与所对应处的天线罩的厚度之比为0.5。
29.优选地，计算天线罩各处的厚度减去相对应处糊制浸润树脂纤维布厚度的数值，得到最小数值，所述短切纤维树脂预混料中的短纤维的长度与所述最小数值之比小于为20。
30.优选地，所述短切纤维树脂预混料中的短纤维重量占比为0.3～0.7。
31.(三)有益效果
32.本发明的上述技术方案具有如下优点：
33.1、本发明提供的纤维增强树脂基复合材料天线罩的成型方法，在阳模上糊制纤维布，在阴模中灌注涂覆短切纤维树脂预混料，最后阴阳模合模固化，该成型方法适用于均匀规整结构的天线罩，也适用于变厚度的异型结构复合材料天线罩，兼具纤维布的强度和短切纤维树脂预混料的流动性优势，所制成天线罩表面质量好，无需型面加工，一次合格功率高，无需反复修补，避免纤维损伤造成的强度降低。
34.2、由于短切纤维树脂预混料流动性好，材料用量经过预先估算，不会出现合模困难的问题。操作简便，便于大批量生产。
附图说明
35.本发明附图仅为说明目的提供，图中各部件的比例与数量不一定与实际产品一致。
36.图1是利用本发明实施例中一种异型结构纤维增强树脂基复合材料天线罩成型方法制备得到的纤维增强树脂基复合材料天线罩的结构示意图；
37.图2是图1中的半剖示意图。
38.图中：1：天线罩；11：糊制成型区域；12：灌注涂覆成型区域。
具体实施方式
39.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.实施例一
41.本发明实施例提供的纤维增强树脂基复合材料天线罩的成型方法，包括以下步骤：
42.s1、在阳模上糊制纤维增强树脂预浸布。具体的根据要制备的天线罩的厚度糊制一定层数的纤维增强树脂预浸布，糊制的纤维增强树脂预浸布的厚度要小于相对应处的天线罩的厚度，例如，天线罩的一个区域厚度为1.8mm，则对应的此处糊制的纤维增强树脂预浸布的厚度要小于1.8mm，而天线罩的另一区域的厚度为3mm，则对应的此处糊制的纤维增强树脂预浸布的厚度要小于3mm。
43.s2、计算天线罩减去糊制纤维增强树脂预浸布区域后的剩余体积，根据剩余体积和设计要求密度计算出所需灌注短切纤维树脂预混料的质量。
44.s3、将短切纤维树脂预混灌注在阴模腔内，并尽量均匀的涂覆在阴模型面上。
45.s4、采取阴模在下，阳模在上的方式将阴阳模合模后压实，根据所用树脂固化工艺进行固化。
46.在一些优选地实施方式中，在阳模上糊制纤维增强树脂预浸布的厚度与所对应处的天线罩的厚度之比为0.1～0.9，具体地，两者之比可为0.1～0.9中的任一比值，例如，0.3、0.45、0.5、0.7等。
47.在一些优选地实施方式中，计算天线罩各处的厚度减去相对应处糊制纤维增强树脂预浸布厚度的数值，对比各处相减得到的数值，得到最小数值，所述短切纤维树脂预混料中的短纤维的长度与所述最小数值之比小于20。
48.在一些优选地实施方式中，短切纤维树脂预混料中的短纤维重量占比为0.3～0.7。优选地，短切纤维树脂预混料中的短纤维重量占比为0.4。
49.在一个具体的实施方式中，参见图1和图2所示，所要制备的天线罩1最大厚度为4.9mm，最薄处为1.3mm，选用0.14mm的石英布增强氰酸酯预浸料，在阳模上进行糊制三层，糊制的厚度约为0.42，糊制的厚度与天线罩最薄厚度之比为0.3。计算天线罩减去糊制纤维增强树脂预浸布区域后的剩余体积，根据剩余体积和设计要求密度计算出所需灌注短切纤维树脂预混料的质量为32g，称量12g长度为8mm的石英纤维，20g氰酸酯，混合均匀形成短切纤维树脂预混料。石英纤维的长度8mm与天线罩灌注区域的最小厚度0.88mm之比为9.1；短切纤维树脂预混料中的短纤维重量占比为0.38。将短切纤维树脂预混料涂覆在阴模型面，阳模位于阴模上方，将阴阳模合模后压实，升温至180℃加热2h、升温至200℃加热2h固化，脱模得到所要制备的天线罩1，其中，图2中糊制成型区域11示意的为糊制的石英布增强氰酸酯预浸料在成型后所对应的区域。
50.实施例二
51.本实施例二与实施例一基本相同，相同之处不再赘述，不同之处在于：利用树脂浸润干纤维布，得到浸润树脂纤维布，在阳模上糊制浸润树脂纤维布；或者将干纤维面铺覆在阳模的后涂覆树脂，使铺覆在阳模的干纤维布成为浸润树脂纤维布。
52.在一个具体地实施方式中，所要制备的天线罩1最大厚度为4.9mm，最薄处厚度为1.4mm，选用0.17mm厚的玻璃纤维布，浸润环氧树脂，在阳模上糊制6层，糊制厚度约为1mm，最薄处糊制4层，糊制厚度约为0.7mm，糊制厚度与天线罩对应处厚度之比为0.5。计算天线罩减去糊制纤维增强树脂预浸布区域后的剩余体积，根据剩余体积和设计要求密度计算出所需灌注短切纤维树脂预混料的质量为20.7g，称量7g长度为6mm的玻璃纤维，12g环氧树脂，1.7g三乙烯四胺固化剂，混合均匀，形成短切纤维树脂预混料；纤维长度6mm与天线罩灌注区域的最小厚度0.7mm之比为8.6；短切纤维树脂预混料中的短纤维重量占比为0.34。将短切纤维树脂预混料涂覆在在阴模型面，阳模位于阴模上方，将阴阳模合模后压实，40℃加热2h固化，脱模得到所要制备的天线罩。
53.特别说明的是，本申请成型方法中的阳模和阴模的结构为现有技术中的相同，其形状与所要制备的天线罩的形状相匹配即可，在此不再赘述。
54.还需要说明的是，本发明的成型方法尤其适用于糊制难度高(体积较小、型面结构复杂等情况)的天线罩，以及厚度不均匀、曲率变化较大、深腔型等异型结构的天线罩，还适用于型面结构简单、厚度均匀的天线罩。
55.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，不存在方案冲突的情况下，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
56.此外，在不脱离本发明的范围的情况下，对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。