[发明专利]一种树脂基复合材料天线罩喷射成型装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及树脂基复合材料天线罩制备技术领域，具体涉及一种树脂基复合材料天线罩成型装置与方法。

背景技术

天线罩是保护内部天线免受外界环境影响的重要部件，除了满足强度、耐热、抗雨蚀等要求外，天线罩还是天线接收和发射信号的关键窗口，必须具备良好的透波性能。随着我国航空航天、气象及军事技术的进步和军事形势的发展，进行远程精密跟踪测量雷达等高精度雷达和高增益天线的研究与制造已成为紧迫的任务，对高性能天线罩的研制需求也越来越迫切。

树脂基透波复合材料以其轻质、宽频、高强度等优点成为天线罩上应用的重要材料，通过对树脂基复合材料天线罩成型方法的研究以提升天线罩的性能与制造精度是目前的研究重点之一。

复合材料成型工艺是复合材料工业的发展基础和条件，随着复合材料应用领域的拓宽，复合材料工业得到迅速发展，其成型工艺日臻完善，新的成型方法不断涌现。目前树脂基复合材料的成型方法已有20多种，从预成型方法分类，可分为层贴法、沉积法、缠绕法、编织法等；从成型压力方面，可分为真空袋成型、热压罐成型、模压成型、树脂传递模塑(RTM)、树脂膜熔渗(RFI)、增强反应注射成型(RRIM)、拉挤成型等。

天线罩通常为复杂曲面结构，适用于天线罩的成型方法主要是模压和RTM成型，模压适用于高粘度树脂，RTM成型适用于低粘度树脂。

模压成型是将纤维织物逐层套设在模具上，并将树脂刷涂在织物上，然后在模压设备上加热加压固化成型，由于各部位的树脂含量难以精确控制，这种方法成型天线罩的树脂含量存在较大的不均匀性，影响了天线罩的成型质量。

RTM成型工艺，是将树脂胶液注射进入模腔中，在压力作用下，树脂胶液在增强材料预制件中流动且传递到各个部位，充满模腔并通过流胶排净模腔内的气泡，然后固化制成产品的成型工艺。目前，RTM成型技术国内外普遍存在的难点和问题表现为：(1)树脂对纤维的浸渍不够理想，制品里存在空隙率较高，且有干纤维的现象；(2)制品的纤维含量较低(一般约50％)；(3)大面积、结构复杂的模具型腔内，模塑过程中树脂的流动不均衡，而这个动态过程无法观察，更不能进行预测和控制；(4)复合材料成型的RTM工艺成型时间较长，产品变形量较大。

针对现有复合材料成型中的存在的不足，许多文献也介绍了改进方法，如专利CN103231522A介绍了一种在充模前对制备复合材料的原料进行真空脱泡的方法，以减小原料中的气泡，但对于成型过程未有所改进；专利CN101811365A提出一种针对编织回转体的自下而上注胶的工艺，但其工艺仍是基于传统的RTM工艺，在注胶过程中树脂的流动过程也难以准确监测；专利CN102672973A介绍了一种离心成型工艺的改进方法，但只适用于型材和板材，无法适用于复杂曲面结构。

3D打印技术是一种新兴的材料成型技术，在复合材料成型上应用上已有大量研究。专利CN104149339A和专利CN104097326A介绍了一种基于3D打印技术的复合材料成型方法，采用打印头对涂覆树脂的纤维进行分层铺丝，该方法目前主要适用于结构简单的板类复合材料，对于复杂回转曲线实现难度较大。

喷射成型是材料成型中的一个重要方法，但多用于金属材料或金属基复合材料成型，如专利CN1490102A介绍了一种用于金属粉末的喷嘴，专利CN103394695A介绍了一种采用金属熔体进行喷射成型的自动化生产方法，专利CN101020999A介绍了一种合金材料的喷射成型方法，专利CN103501985A介绍了一种将树脂喷入铸模以便浸入预制件内的方法，但其主要方法仍是传统的RTM方法，仍需通过树脂在铸模流动实现纤维织物的浸透。喷射成型技术在树脂基复合材料也有应用，但传统方法是将短纤维与树脂混合后通过喷嘴喷射到模具中，如文献《玻璃钢喷射成型工艺》(玻璃钢学会第十六届全国玻璃钢/复合材料学术年会论文集，2006年,153-155)介绍了玻璃钢制品的喷射成型方法，该方法制成的复合材料存在较大的不均匀性，无法适用于性能要求较高的天线罩领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种树脂基复合材料天线罩喷射成型装置与方法，通过采用高压气流将树脂喷射到纤维增强织物中，保证树脂与纤维织物的充分浸透，且成型过程容易进行检测。

为达到上述目的，本发明提供了一种树脂基复合材料天线罩喷射成型装置，其包括：

阳模；

套设在阳模上的增强纤维织物；

设置在阳模下方的旋转转台，其用于驱动阳模和增强纤维织物绕自身垂直轴线回转；