一种大型平板天线罩防翘曲变形成型方法

技术领域

本发明属于复合材料领域，具体涉及一种大型平板天线罩防翘曲变形成型方法。

背景技术

通常大型平板天线罩通常采用A夹层结构(前后蒙皮中间夹一层蜂窝)或C夹层架构(前中后蒙皮中间夹2层蜂窝)，为方便说明，以A夹层结构进行说明，如图1所示，该结构为典型平板天线罩蜂窝夹层加强结构，通常成型方式为先在模具上铺制带加强翻边的前蒙皮和后蒙皮，成型完毕后再在前蒙皮内铺制机加后带台阶的芳纶蜂窝，并在蜂窝四周贴合蒙皮翻边一定区域填充蜂窝填充胶，用以加强制品整体刚度和翻边强度，待蜂窝填充胶基本固化时，将粘接胶膜的后蒙皮铺粘在已填充蜂窝填充胶的纸蜂窝上，封装真空袋后抽真空，然后进热压罐进行加热加压，完成合型工艺，这种工艺生产的制品往往容易出现翘曲变形情况，尤其对于C夹层大型平板天线罩表现尤为明显。

大于1m＊1m，或者单边超过1米的都算大型平板天线罩，包括2m＊0.5m的，只要单边跨度过大，蜂窝夹层结构、蜂窝填充胶加强的制品没有处理好，基本会发生翘曲，尺寸越大翘曲越严重。

大型平板天线罩为保证足够的强度和刚度，往往需要在平板天线罩四周进行局部蒙皮加强和蜂窝填充胶加强，局部加强区域如图1所示，由于制品成型过程需进热压罐分步骤加热加压成型，往往会因为内部受热产生内应力而导致最终制品出现翘曲变形的情况，在大型平板天线罩上表现尤为明显，从而造成制品报废和大量成本浪费。为解决该问题，发明人所在单位通过技术攻关试验验证，探索出一套有效的大型平板天线罩防翘曲变形成型方法。该方法已在单位内部推广使用。

发明内容

为了克服现有蜂窝制品在成型过程需进热压罐分步骤加热加压成型，往往会因为内部受热产生内应力而导致最终制品出现翘曲变形的问题，本发明提供一种大型平板天线罩防翘曲变形成型方法，本发明通过控制蜂窝填充胶固化过程和蒙皮加强结构两种方式，防止制品在热压罐成型过程中出现明显翘曲变形的情况。

本发明采用的技术方案为：

一种大型平板天线罩防翘曲变形成型方法，包括模具，所述的模具为矩形框状，具体步骤为：

步骤一，将前蒙皮铺制在模具内，再将L型加强件水平下端面粘接在前蒙皮上，并将L型加强件的竖直端外壁与模具围框靠齐，再在前蒙皮内铺制四周带台阶的纸蜂窝；

步骤二，在纸蜂窝四周贴合蒙皮翻边区域填充填充胶；

步骤三，填充完毕后盖上防尘片常温静置至少4小时后，取出防尘片并刮除多余填充胶；

步骤四，将步骤三中刮除多余填充胶的蜂窝制品在抽真空状态下进烘箱55℃加热至少2小时，待蜂窝制品内的填充胶完全固化后，冷却到室温；

步骤五，在纸蜂窝的台阶面上铺设预浸料，使得带台阶的纸蜂窝的上台阶面与L型加强件的上边缘平齐；

步骤六，将后蒙皮铺粘在已填充有填充胶的纸蜂窝上，封装真空袋后抽真空，然后进热压罐进行加热加压，待蜂窝制品完全固化后出热压罐并脱模，完成合型工艺。

所述的前蒙皮与L型加强件为两个制件，具体制作过程为：在同一模具内将前蒙皮与L型加强件同时铺制成型，两者中间用隔离织物隔开，成型完脱模时，取掉隔离织物两者直接分开成两个制件。

所述的隔离织物为隔离布或尼龙布。

所述的纸蜂窝为芳纶蜂窝。

所述的L型加强件为L型四边围框，所述的L型加强件包括水平端和竖直端，水平端的上表面与纸蜂窝的台阶下表面接触连接；水平端的下表面与前蒙皮粘接。

所述的步骤二中，填充胶填充的体积为纸蜂窝中孔隙的理论体积的80－90％。

所述的填充胶内混合有质量比为3－10％的玻璃微珠粉末。

所述的填充胶TY303蜂窝填充胶。

所述的步骤三中，防尘片为玻璃纸。

所述的隔离织物地耐温至少150℃

本发明的有益效果是：

本发明中，将原带加强翻边的前蒙皮拆分成单独的前蒙皮和L型加强件，然后在L型加强件下端面粘贴胶膜后预粘接在前蒙皮上，并将另一边与模具围框靠齐，这样整个底部结构完成，前蒙皮与L型加强件连接处不会在加热加压处理后发成翘边。

本发明在填充胶内增加了玻璃微珠粉末，使得填充了玻璃微珠粉末的填充胶在加热后其体积会膨胀10－20％，这样保证填充的填充胶在加强蜂窝制品整体刚度和翻边强度的情况下，减轻了重量。本发明通过控制蜂窝填充胶固化过程和蒙皮及L型加强结构采用分体的两种方式，防止制品在热压罐成型过程中出现明显翘曲变形的情况。

本发明在填充完填充胶后，盖上了防尘片，有效的隔离了灰尘，保证了蜂窝制品不会积灰。

本发明解决了大型平板天线罩翘曲变形问题；本发明在保证制品不翘曲变形情况下，大幅提高制品成型效率；本发明结构相对简单，成型方式相对简单。

以下将结合附图进行进一步的说明。

附图说明

图1是典型平板天线罩蜂窝夹层加强结构。

图2是本发明提供的大型平板天线罩防翘曲变形结构示意图。

图3为本发明大型平板天线罩防翘曲变形蜂窝制品结构示意图。

图4为图3中大型平板天线罩防翘曲变形蜂窝制品的一个直角处的剖视图。

图5为图中A处局部放大图。

图中，附图标记为：1－纸蜂窝，2－填充胶，3－后蒙皮，4－胶膜，5－预浸料，6－前蒙皮，7－L型加强件。

具体实施方式

实施例1：

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

为了克服现有蜂窝制品在成型过程需进热压罐分步骤加热加压成型，往往会因为内部受热产生内应力而导致最终制品出现翘曲变形的问题，本发明提供如图2－5所示的一种大型平板天线罩防翘曲变形成型方法，本发明通过控制蜂窝填充胶固化过程和蒙皮加强结构两种方式，防止制品在热压罐成型过程中出现明显翘曲变形的情况。

一种大型平板天线罩防翘曲变形成型方法，包括模具，所述的模具为矩形框状，具体步骤为：

步骤一，将前蒙皮6铺制在模具内，再将L型加强件7水平下端面粘接在前蒙皮6上，并将L型加强件7的竖直端外壁与模具围框靠齐，再在前蒙皮6内铺制四周带台阶的纸蜂窝1；

步骤二，在纸蜂窝1四周贴合蒙皮翻边区域填充填充胶2；

步骤三，填充完毕后盖上防尘片常温静置至少4小时后，取出防尘片并刮除多余填充胶2；

步骤四，将步骤三中刮除多余填充胶的蜂窝制品在抽真空状态下进烘箱55℃加热至少2小时，待蜂窝制品内的填充胶2完全固化后，冷却到室温；

步骤五，在纸蜂窝1的台阶面上铺设预浸料5，使得带台阶的纸蜂窝1的上台阶面与L型加强件7的上边缘平齐；

步骤六，将后蒙皮3铺粘在已填充有填充胶2的纸蜂窝1上，封装真空袋后抽真空，然后进热压罐进行加热加压，待蜂窝制品完全固化后出热压罐并脱模，完成合型工艺。

本发明中，预浸料5的传长度预计厚度根据设计需求进行设定，如图2和图5所示，预浸料5的铺设范围是与L型加强件7的水平端对称即可。

本发明通过反复多次试验后验证得到的防翘曲变形方法，在设计时将原带加强翻边的前蒙皮6拆分成单独的前蒙皮6和L型加强件7，参考图2。本发明中将前蒙皮6铺制在处理过的模具内，再将L型加强件7下端面粘贴胶膜4后预粘接在前蒙皮6上，并将另一边与模具围框靠齐，再在前蒙皮6内铺制提前加好的带台阶的纸蜂窝1；在填充胶2内加入3－10％质量比的玻璃微珠粉末，与填充胶2充分混合，混合完毕后，再在纸蜂窝1四周贴合蒙皮翻边一定区域填充混合后的填充胶2；填充完毕后盖上防尘片常温静置4小时后刮除多余填充胶2；将刮除多余填充胶的蜂窝制品在抽真空状态下进烘箱55℃加热2小时，待蜂窝制品填充胶完全固化后，冷却到室温；将粘接胶膜4的后蒙皮3铺粘在已填充蜂窝填充胶的纸蜂窝1上，封装真空袋后抽真空，然后进热压罐进行加热加压，待制品完全固化后出热压罐并脱模，完成合型工艺。最终制品因为结构拆分和提前完全固化后释放了应力，制品最终不会出现翘曲变形。

本发明中的填充胶要求能够满足中温固化条件下不发生失效，60℃范围内膨胀系数较小即可。本发明通过控制蜂窝填充胶固化过程和蒙皮加强结构两种方式，防止制品在热压罐成型过程中出现明显翘曲变形的情况。

实施例2：

基于实施例1的基础上，本实施例中，优选的，所述的前蒙皮6与L型加强件7为两个制件，具体制作过程为：在同一模具内将前蒙皮6与L型加强件7同时铺制成型，两者中间用隔离织物隔开，成型完脱模时，取掉隔离织物两者直接分开成两个制件。

本发明提供的方法在成型时先成型前蒙皮6和L型加强件7，可在同一模具内将前蒙皮6与L型加强件7同时铺制成型，两者中间用隔离织物隔开，成型完脱模时两者可直接分开成两个制件；然后进行后续铺设作业。

优选的，所述的隔离织物为隔离布或尼龙布。

优选的，所述的隔离织物地耐温至少150℃。

本发明中，隔离织物需要满足耐高温且不与前蒙皮6和L型加强件7产生粘接或者不好脱离的条件。本发明中，隔离织物地耐温至少150℃，这样保证在前蒙皮6和L型加强件7成型时不会因为温度的问题，导致前蒙皮6与L型加强件7不能分离呈两个独立的部件。

优选的，所述的纸蜂窝1为芳纶蜂窝。

本发明中纸蜂窝1优选为芳纶蜂窝，芳纶蜂窝芯可以与碳纤维预浸料、玻纤预浸料、金属板材等结合，制成多种厚度与形状的复合材料。主要用途包括航空航天、船舶、高铁、体育用品及军事领域，应用领域广泛，适用性强。

优选的，所述的L型加强件7为L型四边围框，所述的L型加强件7包括水平端和竖直端，水平端的上表面与纸蜂窝1的台阶下表面接触连接；水平端的下表面与前蒙皮6粘接。

本发明中，L型加强件7的水平端为四边围框，竖直端的高度与对应放置的纸蜂窝1的高度匹配，保证最终窝蜂制品平整，且不会发生翘边。

优选的，所述的步骤二中，填充胶2填充的体积为纸蜂窝1中孔隙的理论体积的80－90％。

本发明中，混合了玻璃微珠粉末后的填充胶2其填充的体积为理论上纸蜂窝1孔隙体积的80－90％。这样保证在加热膨胀后不会对纸蜂窝1造成损坏，也节约了材料，降低了成本。膨胀后可以充满需要的纸蜂窝1的孔隙，保证纸蜂窝1的强度。

优选的，所述的填充胶2内混合有质量比为3－10％的玻璃微珠粉末。

本发明中，玻璃微珠粉末的用量根据需求进行确定，本发明中优选的其与填充胶2的质量占比为4％、5％、6％、7％、8％、9％。

本发明中混合玻璃微珠粉末可以减轻填充胶2的整体重量，增加了玻璃微珠粉末的填充胶2可在纸蜂窝1的孔隙内加热膨胀，其膨胀后体积可增加10－20％，保证纸蜂窝1的填充量够。本发明中填充胶2优选为TY303蜂窝填充胶。填充胶2为现有成熟技术，可直接在市场购买，本发明中将不再进行进一步的说明。

优选的，所述的步骤三中，防尘片为玻璃纸。

本发明中，防尘片保证填充后的纸蜂窝1不会落灰尘，且采用易去除的材质即可，保证可以防尘防灰即可。

如图3和图4所示，本发明通过反复多次试验后验证得到的防翘曲变形方法，在设计时将原带加强翻边的前蒙皮6拆分成单独的前蒙皮6和L型加强件7，参考图2；本发明提供的方法在成型时先成型前蒙皮6和加强件7，可在同一模具内将前蒙皮6与L型加强件7同时铺制成型，两者中间用隔离织物隔开，成型完脱模时两者可直接分开成两个制件；然后进行后续铺设作业。本发明中将前蒙皮6铺制在处理过的模具内，再将L型加强件7下端面粘贴胶膜4后预粘接在前蒙皮6上，并将另一边与模具围框靠齐，再在前蒙皮6内铺制提前加好的带台阶的纸蜂窝1；在填充胶2内加入3－10％质量比的玻璃微珠粉末，与填充胶2充分混合，混合完毕后，再在纸蜂窝1四周贴合蒙皮翻边一定区域填充混合后的填充胶2；本发明中混合玻璃微珠粉末可以减轻填充胶2的整体重量，增加了玻璃微珠粉末的填充胶2可在纸蜂窝1的孔隙内膨胀，其膨胀体积可增加10－20％，保证纸蜂窝1的填充量够。本发明中，混合了玻璃微珠粉末后的填充胶2其填充的体积为理论上纸蜂窝1孔隙体积的80－90％。这样保证在膨胀后不会对纸蜂窝1造成损坏，也节约了材料，降低了成本。填充完毕后盖上防尘片常温静置4小时后刮除多余填充胶2；将刮除多余填充胶的蜂窝制品在抽真空状态下进烘箱55℃加热2小时，待蜂窝制品填充胶完全固化后，冷却到室温；将粘接胶膜4的后蒙皮3铺粘在已填充蜂窝填充胶的纸蜂窝1上，封装真空袋后抽真空，然后进热压罐进行加热加压，待制品完全固化后出热压罐并脱模，完成合型工艺。最终制品因为结构拆分和提前完全固化后释放了应力，制品最终不会出现翘曲变形。

本发明中前蒙皮6和L型加强件7通过胶膜4粘接，粘接胶膜4的后蒙皮3铺粘在已填充蜂窝填充胶的纸蜂窝1。这样分开粘接保证了蜂窝制品在加热加压后不会翘边。这样保证在加压加热的情况下，整体蜂窝制品不会变形散架。保证了蜂窝制品的完整性和抗压性。

以上举例仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本发明中未详细描述的装置结构及其方法步骤均为现有技术，本发明中将不再进行进一步的说明。