[发明专利]一种抗冲击碳纤维复合材料机头罩的制作方法

说明书

本发明公开了一种抗冲击碳纤维复合材料机头罩的制作方法，该方法所生产的机头罩包括锥头和锥体,所述锥体包括锥体外面板、锥体泡沫和锥体内面板；该制作方法通过以下步骤实现：①和②分别通过挤出机挤出注塑成型锥头；和锥体外面板；③将锥体泡沫切割成4片，并进行热定型；④采用碳纤维平纹织物和环氧树脂通过RTM工艺制造锥体内面板；⑤将步骤①中的锥头、步骤③中的锥体泡沫、步骤②中的锥体外面板和步骤④中的锥体内面板通过热压罐胶接成型；本发明的有益效果是：本发明中提供的复合材料机头罩具有良好的抗冲击性能，强度、刚度性能良好和较轻的重量。

技术领域

本发明涉及一种复合材料结构设计，具体的，涉及一种抗冲击碳纤维复合材料机头罩的制作方法。

背景技术

多年来，飞机减重一直是航空产业的一项重要任务。复合材料由于其可设计性强、比强度高、比刚度大，并且具有优异的耐腐蚀、抗疲劳性能等优点，使其在飞机结构上的应用水平得到了快速提高。

但是，目前飞机上普遍采用的是碳纤维增强环氧树脂，存在抗冲击强度差的问题，其应用范围在一定程度上受到了限制。

传统的飞机机头罩采用金属材料制造，存在铆接工艺繁琐且重量大的缺点，因此专利CN201711228249.8提出了一种PMI泡沫夹芯的薄壁天线罩的制造技术，但是该专利中的面板较薄且并未提出合理的抗冲击改性，故在实际飞行过程中很容易被跑道石子击中而产生裂纹，不能很好的满足实际的应用需求。专利CN201210326901.0提出了一种具有PMI泡沫芯材材料及其制备方法，同样没有提到对面板材料的改性，也不能满足机头罩使用要求。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的在于克服现有技术中的不足，适应现实需要，提供一种抗冲击碳纤维复合材料机头罩及其制造方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种抗冲击碳纤维复合材料机头罩的制作方法，该制作方法所生产的机头罩包括锥头和锥体,其中,所述锥体包括锥体外面板、锥体泡沫和锥体内面板，所述锥头、锥体外面板、锥体泡沫和锥体内面板各自成型后，再在热压罐中胶接而成；所述锥头采用长碳纤维增强热塑性树脂材料，所述锥体外面板采用长碳纤维和长芳纶纤维增强热塑性树脂材料，所述锥体泡沫采用PMI泡沫，所述锥体内面板采用碳纤维平纹织物增强环氧树脂材料；该机头罩的制作方法通过以下步骤实现：

①将长碳纤维和热塑性树脂材料通过挤出机挤出注塑成型锥头；

② 将长碳纤维、长芳纶纤维和热塑性树脂材料通过挤出机挤出注塑成型锥体外面板；

③将锥体泡沫延机头罩径向切割成4片，并进行热定型，使其与机头罩贴合；

④ 在模具中铺覆4-12层碳纤维织物，用定型剂固定好后合上模具，将5284RTM环氧树脂加热至75℃-85℃后注入模具中，在135℃-145℃保温保压下固化1-1.5小时后降温至60℃以下脱模取出得到锥体内面板；

⑤将步骤③切割成型的4片锥体泡沫拼接，并在其上、下两侧分别铺设步骤②中的锥体外面板和步骤④中的锥体内面板，并将胶膜贴于：锥体泡沫各分割面之间，锥体泡沫与锥体内面板接触面, 锥体泡沫与锥体外面板接触面，锥体内面板与锥体外面板接触面之间；将阳模模具置于机头罩锥体内部，机头罩锥体端部安装好锥头，并在锥头与锥体之间放置一层胶膜，然后胶接成型，即得抗冲击碳纤维复合材料机头罩。

其中，步骤⑤中胶接采用在机头罩最外层包裹一层真空袋，打包抽真空后在热压罐内胶接成型，固化温度为175℃-185℃，固化时间为1-1.5小时，固化后降温至60℃以下脱模取出。

优选的，在本发明中，步骤⑤中胶接采用在机头罩最外层包裹一层真空袋，打包抽真空后在热压罐内胶接成型，固化温度为180℃，固化时间为1小时，固化后降温至60℃以下脱模取出。