[发明专利]碳纤维复合材料机身构件以及成型方法

说明书

本发明属于无人机领域，特别涉及无人机的机身构件以及成型方法。碳纤维复合材料机身构件，包括机身构件本体，其特征在于：所述机身构件本体的截面包括外蒙皮，外蒙皮沿长度方向设有若干个筋条，在筋条之间还设有轻质结构层，轻质结构层的下表面与外蒙皮贴合，还包括贴覆在筋条上端以及轻质结构层上表面的内蒙皮。本发明设计了一种轻量化的碳纤维复合材料机身构件，在保证机身构件强度的同时减少了碳纤维材料的用量，且所述机身构件可以采用真空袋技术成型，在降低材料成本的同时也大大降低了工艺成本，进一步的，产品的生产效率得到提升。

技术领域

本发明属于无人机领域，特别涉及无人机的机身构件以及成型方法。

背景技术

随着全球多用途军用以及民用无人机的广泛推广，人们对于无人机轻量化、低成本以及快速制造提出了很高的要求。

当代，无人机的用途越来越广泛，涉及警用、城市管理、农业、地质、气象、电力、抢险救灾、视频拍摄等行业；由于无人机成本较低、无人员伤亡风险，生存能力强，机动性能好，使用方便等特点，无人机在军用领域也得到了广泛的使用。因此，目前对于无人机的轻量化、低成本制造以及快速制造的要求日益显著。

传统的碳纤维加筋壁板结构为了保证质量一般采用热压罐成型，工艺成本较高，能耗大。发展低成本的非热压罐成型技术也是大型结构制件主要的发展方向，目前主要的非热压罐技术包括缠绕成型、RTM、VARI和真空袋法成型。其中，真空袋法成型工艺方法简单，对模具要求不高，适应性好，适合成型1mm以下的复合材料，但对于超过1.5mm以上的复合材料成型时如果没有特殊的辅助工艺，容易出现密集空隙多，甚至分层等缺陷。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明设计了一种轻量化的碳纤维复合材料机身构件，在保证机身构件强度的同时减少了碳纤维材料的用量，且所述机身构件可以采用真空袋技术成型，在降低材料成本的同时也大大降低了工艺成本，进一步的，产品的生产效率得到提升。

本发明的技术方案如下：

碳纤维复合材料机身构件，包括机身构件本体，其特征在于：所述机身构件本体的截面包括外蒙皮，外蒙皮沿长度方向设有若干个筋条，在筋条之间还设有轻质结构层，轻质结构层的下表面与外蒙皮贴合，还包括贴覆在筋条上端以及轻质结构层上表面的内蒙皮。

所述的外蒙皮和内蒙皮为碳纤维平纹预浸料铺设后固化而成。

所述的轻质结构层为PMI泡沫层。

所述的筋条的截面呈T型或者工字型。

所述的轻质结构层的边缘设有与筋条配合的吻合部。

所述的吻合部上贴覆有胶膜。

所述的外蒙皮包括预先铺设的一层碳纤维平纹预浸料以及铺设在碳纤维平纹预浸料上的多层碳纤维单向预浸料，所述的外蒙皮的厚度在0.8-1.1mm之间。

碳纤维复合材料机身构件的成型方法，其特征在于：包括以下步骤:

步骤1：根据机身形状预制成型模具，

步骤2：在成型模具的表面铺设外蒙皮，并利用真空袋预固化；

步骤3：在外蒙皮的表面铺设筋条，并在筋条之间铺设轻质结构层，

步骤4：在筋条和轻质结构层的表面铺设内蒙皮，并利用真空袋固化成型。

所述的筋条为预制筋条，筋条的截面形状呈T字型或者工字型。

所述的步骤2中，在真空袋预固化成型之前，在外蒙皮的表面铺设硅胶层，硅胶层的厚度为0.5mm，并且在真空袋预固化完成后，将硅胶层去除。

综上所述，本发明具有以下有益效果：