[发明专利]高精度碳纤维复合材料天线面板制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及雷达天线的反射面板制造技术领域，具体为一种高精度碳纤维复合材料天线面板制造方法。

背景技术

天线面板是组成大口径天线反射面的主要单元，天线面板主要由蒙皮、筋条、节点板以及弯角件等铝合金材料组成，重量大约在25公斤左右。蒙皮是反射单元，其余零件起到固形作用，保证蒙皮的曲面形状。传统的铝制天线面板制造技术主要有以下几种：

一、铆接面板

这种面板生产方式是将铝合金筋条、蒙皮拉伸成型，利用铆接桁架或包络铆胎等工装，采用铆接的方法组装反射面板，均方根误差一般在0.3至0.5毫米左右。

二、负压粘铆成型面板

采用拉伸铝合金筋条、蒙皮，利用可以抽真空的模具，使反射面蒙皮紧密的吸附在高精度的模具上；蒙皮与筋条间胶粘连接为主、铆接为辅的加工方式，这种面板主要问题在于金属自重变形较大。

三、机械直接加工面板

机械直接加工面板是采用铸造毛坯或板料在机床上直接加工出反射面，可获得较高的面精度。但此方法结构笨重、生产成本高、生产周期长。

采用以上技术生产的铝制天线面板，或者精度不高，或者重量较大，均达不到越来越高的使用需求。

发明内容

要解决的技术问题

为了克服以上制造技术的不足，本发明提出了一种高精度碳纤维复合材料天线面板制造方法。

技术方案

本发明的技术方案为：

所述一种高精度碳纤维复合材料天线面板制造方法，其特征在于：采用以下步骤：

步骤1：根据单块天线面板设计图纸，采用球墨铸铁铸造蒙皮模具，蒙皮模具包括外蒙皮模具和内蒙皮模具；其中蒙皮模具表面粗糙度Ra≤1.6mm；

步骤2：对蒙皮模具进行预处理：包括清洗蒙皮模具、对蒙皮模具进行除油处理、以及在蒙皮模具上涂脱模剂；

步骤3：按照单块天线面板尺寸裁制下料样板，根据碳纤维预浸料铺覆方向、大小和数量用下料样板对碳纤维预浸料进行画线、裁剪下料；

步骤4：撕去碳纤维预浸料隔离纸，按照碳纤维预浸料铺覆顺序、铺覆方向和角度，在外蒙皮模具和内蒙皮模具分别按序铺覆多层碳纤维预浸料；其中每铺覆一层碳纤维预浸料，用电熨斗将预浸料压平，赶走内部气泡；将外蒙皮模具和内蒙皮模具封装、真空热压固化，脱模得到外蒙皮和内蒙皮；对工作面蒙皮进行金属化处理；清洗外蒙皮和内蒙皮的胶接面并晾干，然后粘贴J47C胶膜；

步骤5：按照单块天线面板尺寸裁剪铝蜂窝夹层板，将内蒙皮、铝蜂窝夹层板及外蒙皮依次装入内蒙皮模具，然后将内蒙皮模具封装、真空热压固化，脱模得到单块天线面板；

步骤6：将多片单块天线面板修整后装配形成碳纤维复合材料天线面板，并对碳纤维复合材料天线面板表面喷涂三防漆。

有益效果

本高精度碳纤维复合材料天线面板制造技术与现有面板制造技术的不同点在于，本发明采用负压成型技术，通过改变面板材料，抛弃铝合金拉伸蒙皮制造精度不高的弊端，发挥了碳纤维材料易贴膜，成型精度好的优点。同时，本技术制造出的天线面板精度提高，重量更轻。

附图说明

图1：碳纤维面板成型示意图；

其中：1、外蒙皮；2、铝蜂窝夹层板；3、内蒙皮；4、负压模；5、真空泵。

具体实施方式

下面结合具体实施例描述本发明：

本实施例中制造高精度碳纤维复合材料天线面板的方法采用以下步骤：

步骤1：根据单块天线面板设计图纸，制造蒙皮模具。模具是复合材料成型的基础，模具材料、结构形式、加工精度等直接影响反射面的质量。由于成型过程中模具要承受从室温到150℃左右的温度变化。模体材料的热膨胀和冷收缩，必然会使制件产生一定的内应力。综合分析计算并借鉴以往模具热变形的经验，采用了球墨铸铁（QT600-3）制造模具，其线膨胀系数αl(20-200℃)约为9.0×10^-6/℃，对制件型面精度影响很小，而且球墨铸铁的加工性能良好，便于曲面的机加工成型。蒙皮模具包括外蒙皮模具和内蒙皮模具；其中蒙皮模具表面粗糙度Ra≤1.6mm。

步骤2：对蒙皮模具进行预处理：包括清洗蒙皮模具、对蒙皮模具进行除油处理、以及在蒙皮模具上涂脱模剂。

步骤3：按照单块天线面板尺寸裁制下料样板，根据碳纤维预浸料铺覆方向、大小和数量用下料样板对碳纤维预浸料进行画线、裁剪下料。