蜂窝夹层结构件是由二层或多层蒙皮与蜂窝通过胶接技术胶接而成的结构件。蒙皮主要材料有碳纤维、玻璃钢、铝合金等,蜂窝主要有NOMEX纸蜂窝,铝蜂窝等,具体到结构件中使用,考虑到强度和电性能要求,一般采用碳纤维蒙皮、NOMEX蜂窝夹层结构。
蜂窝结构件成型一般由内、外蒙皮成型,内蒙皮与蜂窝胶接,外蒙皮与蜂窝胶接等几个部骤组成。成型方法有热压罐成型法、真空烘箱成型法、压机成型法,下面就这几种成型法作简要阐述。
1、热压罐成型法热压罐成型法是利用真空的负压和真空袋外部加正压,一般用于蒙皮的成型及蒙皮与蜂窝的胶接。优点是工艺性好,通过调节压力大小,可以提高蒙皮的成型质量以及结构件的胶接质量。适用于复杂型面、力学性能要求高的结构件成型,特别适用于厚蒙皮蜂窝结构件的蒙皮的成型与蜂窝的胶接,其缺点是成本高。
2、真空烘箱成型法真空烘箱成型法是利用真空的负压在烘箱内加热升温成型蒙皮和蜂窝胶接。优点是成本低,适用于薄蒙皮的成型和薄蒙皮与蜂窝的胶接,经常用于薄蒙皮的复杂零件成型和胶接。缺点是不适用于厚蒙皮的成型以及厚蒙皮与蜂窝的胶接。
3、压机成型法压机成型法是利用压机的正压并加热升温成型蒙皮和蜂窝胶接。优点是成本低,工艺过程操作简单,一般用于简单型面的蒙皮和蒙皮与蜂窝的胶接。缺点是不适用于复杂型面的蒙皮成型和蜂窝胶接。
蜂窝结构件成型方法并没有一定的标准,主要考虑结构件复杂程度,技术要求以及成本等因素,也可以几种方法交叉使用。我们在研制某型号无人机机舱盖时,该机舱盖为双曲面、A夹层结构型式,综合考虑了多种因素和技术要求,采用了热压罐成型法,经无损检测、随炉件力学试验和随后的试飞表明,该工艺方法成型的产品达到了设计要求和该产品的技术条件。
蜂窝结构件优良的电性能和力学性能,必将使其在航空结构件的应用越来越广泛。同时,随着航空飞行器的发展,必将对蜂窝结构件的构成材料提出更高的要求。在现阶段,研究更高电性能、力学性能的材料和简单实用的成型方法,降低蜂窝结构件的价格成为急需解决的问题。
阅读延伸:《碳纤维铝蜂窝板的热压罐成型工艺步骤简析》