电磁屏蔽碳纤维机箱的设计研制
江苏博实科技：标准化的机箱是用来装载和保护电子设备的小型机箱，安装方便，可进行模块化机载搭接。其集成度高，内部结构紧凑，减重要求高，并具有高抗振性、抗冲击性能和较高的电磁屏蔽性能，主要用来承载系统设备，并使内部电子设备免受外部环境影响。目前该类装备大多是以铝等金属材质制成，并不具备电磁屏蔽的功能。随着标准化机箱所处的外部环境的复杂化，加之装备性能提升的迫切性，尤其是提高系统机动性能的需求，在实现轻量化的同时保证系统的可靠性是该类产品的研究目标。
碳纤维复合材料具有密度低、强度高、导电性能优异等特性，经过相应的铺层设计之后，可以满足机箱设计所需要的强度、环境适应性和电磁防护的要求。机箱结构分为机身、上顶板、下顶板三个部分，采用热压罐一体成型的工艺。成型之后在上下顶板的边缘密封部位开槽以铺设导电橡胶，与从机身导电引出的配合面进行导电搭接。
机箱的制造工艺与传统金属机箱的制备工艺不同，复合材料机箱需要依托成型模具辅以相应的成型工艺进行制造。常见的制备工艺有很多种，博实采用的热压罐工艺能够成型复杂结构的蒙皮、壁板和壳体等，可以较大程度的发挥碳纤维复合材料本身的力学性能，因此在JG、航天等领域都有着较为广泛的应用。热压罐成型方式是利用热压罐内部的高温压缩气体产生的压力，对碳纤维复合材料坯料进行加热加压以达到固化成型的目的。
机箱的设计制造过程包括机身成型模具设计制作、铺层设计和固化成型。考虑到批量化生产的模具成本和效率，机箱模具仅仅是通过外壳模具来限制产品的外部尺寸。这样铺层简单，操作方便，同时也方便进行预埋件的处理，可以大大减少生产工作量，提高工作效率，降低成本。
针对武器装备减重和电磁屏蔽设计需求, 博实采用碳纤维增强复合材料作为机箱主材料, 配合层间电磁增强和缝隙,搭接等部位的电连接设计, 利用热压罐成型工艺制备了电磁防护复合材料机箱.按照GJB 151B-2013的相关要求对机箱的电磁兼容性进行了测试, 测试频率范围为30MHz～18 GHz, 并验证了所用成型工艺的可行性.测试结果表明, 与相同结构的铝制机箱相比, 该机箱质量降低了31.4%, 其电磁兼容性满足RE102辐射极限值要求.采用该工艺制作的碳纤维电磁防护机箱具有质量轻,强度高,成型快,成本低,屏蔽性能好,环境适应性强等优点, 具有较高的工程价值和发展前景.
碳纤维机箱与金属材料机箱相比，质量更轻，与其他复合材料机箱相比，工艺性强、结构稳固抗冲击，使用寿命长，生产效率高。博实同样也对成型后的复合材料机箱进行 了高温、低温、高低温存储、机械振动、雨淋及整机跑车等性能指标测试，测试结果表明，该复合材料机箱能够承受70℃的高温和 -45℃的低温环境，机箱箱体在喷淋压力375kPa下，淋雨1h，箱体无漏水现象，在500km整机跑车上试验后机箱箱体未出现结构和器件等损坏的异常现象，顺利通过试验验证。
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