碳纤维无人机机壳一体化成型质量该如何把控?

  从整个无人机的发展历程来看,其续航能力一直受到自重和能源发展的制约,在有限的能源密度下增加能源体积,可以获得更长的续航时间,但体积的增加无疑会导致无人机的体积增加,要想实现更长时间的续航,需要减少自身的重量,为能源的供给提供更多的空间。无人机的轻量化需求需要在结构上实现大面积整体成型,而碳纤维复合材料的轻量化优势和可以整体成型的特点恰恰可以满足这种需求。

  除了对轻质量的追求外,无人机对壳体材料的选择还主要着眼于材料本身的强度、韧性、耐候性等特性,能有效防止跌落等情况对机体的损伤,增强机体的抗冲击性能等等,也都是无人机对壳体材料的具体要求。碳纤维复合材料突出的性能优势就是质量轻、强度高、耐腐蚀、热膨胀系数小、抗疲劳和抗震能力强,材料本身的电磁屏蔽效果好,可设计性高,一体化成型程度好。

碳纤维无人机外壳

  一体化成型的碳纤维无人机壳体轻量化优势明显,但是在实际成型工艺中还是有一定难度的。作碳纤维复合材料制作无人机壳体时需要面对其不像金属构件那样容易得到精确的几何或构型尺寸。江苏博实碳纤维科技有限公司根据多年的碳纤维无人机零部件的制造经验,对无人机壳体的一体化制作提出了适当分模、优化铺层、严格把控温度和压力等建议,可以解决碳纤维无人机机壳制造中容易出现的一些问题。

  首先是模具,模具的结构、材质、厚度都会对成品产生影响。整体成型中所需的模具比较复杂,成本较高,因此需注意分体模、整体模及模具定位组合的合理设计。与此同时,江苏博实的技术人员强调,碳纤维无人机外壳的整体化程度需要适度,否则在进行加工成型的时候还是会造成质量的问题,导致后期维修的难度增加,还会导致成本的增加。

碳纤维无人机机壳

  其次,通过在制造可行性分析表明纤维变形在可接受范围内才可以进行铺层展开。对碳纤维复合材料分层数模进行工艺分析时,需对不同位置作为其起铺点的纤维角度变化进行分析,找出变形面积最小的铺叠起始位置,再通过铺层拼接及开剪口技术找到能满足设计铺层角度公差的最优化操作方案。

  最后在成型阶段也要注意温度、压力、保温保压时间等工艺参数的控制,因此,在固化工艺过程中,需要进行多次的尝试,以确立出最佳的工艺参数,以便严格控制树脂的流动性以及成型压力的大小。防止因树脂流动性太好造成的流胶过多和表面贫胶,或者由于成型压力的控制不佳导致壳体分层、空隙、脱粘等缺陷的产生。