大型衛(wèi)星用復合材料可展開構(gòu)件的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種大型衛(wèi)星用復合材料可展開構(gòu)件的制造方法，先后通過下述步驟制造大型衛(wèi)星用復合材料可展開構(gòu)件：（1）排布及刷膠；（2）裁剪及鋪層；（3）固化；（4）膠接；（5）對接；（6）后處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：本發(fā)明專利實現(xiàn)了適合大型衛(wèi)星用的復合材料可展開構(gòu)件的制造方法，制備效率高，性能優(yōu)異，填補了國內(nèi)在大型衛(wèi)星用復合材料可展開構(gòu)件領(lǐng)域的空白。
【專利說明】大型衛(wèi)星用復合材料可展開構(gòu)件的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航天領(lǐng)域，具體地，涉及一種大型衛(wèi)星用復合材料可展開構(gòu)件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]因為發(fā)射器有效空間載荷的限制，可展開空間結(jié)構(gòu)在傳統(tǒng)的航天領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。目前，一個明顯的趨勢是在未來空間結(jié)構(gòu)應用中，像儀器桁架、天線、反射鏡、太陽帆、以及大的太陽能系統(tǒng)，都將用到可展開空間結(jié)構(gòu)。公知的可展開空間結(jié)構(gòu)一般采用充氣結(jié)構(gòu)，但由于空間環(huán)境復雜多變，降低了其固化可靠性，甚至影響空間固化可行性。若支撐結(jié)構(gòu)不能充分展開、固化，不僅影響充氣結(jié)構(gòu)剛度進而影響其結(jié)構(gòu)尺寸、精度，甚至使整個充氣結(jié)構(gòu)失效。復合材料可展開結(jié)構(gòu)件是在地面完成固化，到空間后依靠復合材料的彈性應變充分展開，這樣的復合材料結(jié)構(gòu)可以提高衛(wèi)星展開結(jié)構(gòu)的工作可靠性。但因為普通樹脂為基體的復合材料，在柔性上無法滿足空間展開功能需要，因此，目前國內(nèi)還沒有適合大型衛(wèi)星用的復合材料可展開構(gòu)件。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種大型衛(wèi)星用復合材料可展開構(gòu)件的制造方法，以解決國內(nèi)在大型衛(wèi)星用復合材料可展開構(gòu)件領(lǐng)域的空白。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種大型衛(wèi)星用復合材料可展開構(gòu)件的制造方法，包括以下步驟:
[0005](I)排布及刷膠
[0006]按照樹脂F(xiàn)EG:固化劑D400=100:16配比，加丙酮稀釋至溶液密度為0.93，強力攪拌至溶液均勻，此溶液可用于排布及刷膠工藝。在刷膠前，將玻璃纖維布平置于硅油隔離紙上，并保證刷膠后玻璃纖維布不變形。刷膠后在室溫條件下25°C下敞晾3-4小時后進行鋪層(該樹脂固化體系在常溫下會緩慢固化);
[0007]排布參數(shù)設置分別為張力為4.0± 1.0N ;輥輪轉(zhuǎn)速為4-7轉(zhuǎn)/分鐘；砂片寬度2.1mm。無緯布敞晾48小時后蓋上娃油隔離紙后馬上放入冷庫(溫度低于_18°C),再放置三天后啟用，使用期為30天。其中無緯布排布要求為平整均勻，不允許出現(xiàn)> 2mm的露白，且表面無毛團、無屈曲，無明顯貧膠和富膠；
[0008](2)裁剪及鋪層
[0009]裁剪玻璃纖維布及0°及60°碳纖維布。端部設計是為了兩根2m長豆莢桿形成更為穩(wěn)定的對接面，同時為了保證對接面厚度與其它部分相一致，因此6層纖維布中，3層纖維布長度一致，而另外三層長度一致；
[0010](3)固化
[0011]豆莢桿進熱壓罐固化，固化采取抽真空固化方式，通過設置在產(chǎn)品和模具上的熱電偶控制固化過程中溫度的準確和一致性。熱電偶產(chǎn)品溫度升至125°C時，將熱壓罐空氣溫度降為125°C ±3°C，并在125°C溫度下保溫2小時；
[0012](4)膠接
[0013]將成型后按照對稱的上下兩瓣豆莢桿在陰模上膠接，在陽模上成型的兩瓣豆莢桿均打過一定距離的定位孔，而陰模兩側(cè)也設置了完全對應的定位孔，因此將上下兩瓣豆莢桿與陰模的定位孔對應，即能保證豆莢桿的直線度。膠接用的固化體系采用FEG/TETA，該體系在常溫下24小時發(fā)生凝膠現(xiàn)象，后處理溫度為90°C ；
[0014](5)對接
[0015]由于模具的限制，制備6m長構(gòu)件需采用對接的方式。由于構(gòu)件為中空狀，因此傳統(tǒng)的膠接工藝無法實現(xiàn)對接，需采用類似于軟模膨脹RTM的工藝；
[0016](6)后處理
[0017]將對接處多余的樹脂打磨掉，裁剪構(gòu)件兩邊為定位孔而增加的部分，以及邊角尺寸的修剪。
[0018]所述樹脂基體采用柔性樹脂，具體為改性環(huán)氧樹脂F(xiàn)EG，為淡黃色液體，環(huán)氧值為
0.22eq/100g，25°C下的粘度為 15000mPas。
[0019]玻璃纖維布、0°和60°的單向碳纖維T300-3K布組成增強體，玻璃纖維布、0°和60°的單向碳纖維T300-3K布厚度方向上對稱鋪設鋪層設置。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0021]本發(fā)明專利實現(xiàn)了適合大型衛(wèi)星用的復合材料可展開構(gòu)件的制造方法，制備效率高，性能優(yōu)異。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0023]圖1為本發(fā)明大型衛(wèi)星用復合材料可展開結(jié)構(gòu)件的制造方法工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0025]本實施例提供一種大型衛(wèi)星用復合材料可展開構(gòu)件的制造方法，包括以下步驟:
[0026](I)排布及刷膠
[0027]按照樹脂F(xiàn)EG:固化劑D400=100:16配比，加丙酮稀釋至溶液密度為0.93，強力攪拌至溶液均勻，此溶液可用于排布及刷膠工藝。在刷膠前，將玻璃纖維布平置于硅油隔離紙上，并保證刷膠后玻璃纖維布不變形。刷膠后在室溫條件下25°C下敞晾3-4小時后進行鋪層(該樹脂固化體系在常溫下會緩慢固化);
[0028]排布參數(shù)設置分別為張力為4.0±1.0N ;輥輪轉(zhuǎn)速為4-7轉(zhuǎn)/分鐘；砂片寬度
2.1mm。無緯布敞晾48小時后蓋上娃油隔離紙后馬上放入冷庫(溫度低于-18°C),再放置三天后啟用，使用期為30天。其中無緯布排布要求為平整均勻，不允許出現(xiàn)> 2mm的露白，且表面無毛團、無屈曲，無明顯貧膠和富膠；
[0029](2)裁剪及鋪層
[0030]裁剪玻璃纖維布及0°及60°碳纖維布。端部設計是為了兩根2m長豆莢桿形成更為穩(wěn)定的對接面，同時為了保證對接面厚度與其它部分相一致，因此6層纖維布中，3層纖維布長度一致，而另外三層長度一致；
[0031](3)固化
[0032]豆莢桿進熱壓罐固化，固化采取抽真空固化方式，通過設置在產(chǎn)品和模具上的熱電偶控制固化過程中溫度的準確和一致性。熱電偶產(chǎn)品溫度升至125°C時，將熱壓罐空氣溫度降為125°C ±3°C，并在125°C溫度下保溫2小時；
[0033](4)膠接
[0034]將成型后按照對稱的上下兩瓣豆莢桿在陰模上膠接，在陽模上成型的兩瓣豆莢桿均打過一定距離的定位孔，而陰模兩側(cè)也設置了完全對應的定位孔，因此將上下兩瓣豆莢桿與陰模的定位孔對應，即能保證豆莢桿的直線度。膠接用的固化體系采用FEG/TETA，該體系在常溫下24小時發(fā)生凝膠現(xiàn)象，后處理溫度為90°C ；
[0035](5)對接
[0036]由于模具的限制，制備6m長構(gòu)件需采用對接的方式。由于構(gòu)件為中空狀，因此傳統(tǒng)的膠接工藝無法實現(xiàn)對接，需采用類似于軟模膨脹RTM的工藝；
[0037](6)后處理
[0038]將對接處多余的樹脂打磨掉，裁剪構(gòu)件兩邊為定位孔而增加的部分，以及邊角尺寸的修剪。
[0039]所述樹脂基體采用柔性樹脂，具體為改性環(huán)氧樹脂F(xiàn)EG，為淡黃色液體，環(huán)氧值為
0.22eq/100g，25°C下的粘度為 15000mPas。
[0040]玻璃纖維布以及0°和60°的單向碳纖維T300-3K布組成增強體，且玻璃纖維布、0°和60°的單向碳纖維T300-3K布厚度方向上對稱鋪設鋪層設置。
[0041]本實施例實現(xiàn)了適合大型衛(wèi)星用的復合材料可展開構(gòu)件的制造方法，制備效率高，性能優(yōu)異。
[0042]以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種大型衛(wèi)星用復合材料可展開構(gòu)件的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)排布及刷膠 按照樹脂F(xiàn)EG:固化劑D400=100:16配比，加丙酮稀釋至溶液密度為0.93，強力攪拌至溶液均勻，此溶液用于排布及刷膠工藝，在刷膠前，將玻璃纖維布平置于硅油隔離紙上，并保證刷膠后玻璃纖維布不變形，刷膠后在室溫條件下25°C下敞晾3-4小時后進行鋪層，該樹脂固化體系在常溫下緩慢固化； (2)裁剪及鋪層 裁剪玻璃纖維布及0°及60°碳纖維布，端部設計兩根2m長豆莢桿形成穩(wěn)定的對接面； (3)固化 豆莢桿進熱壓罐固化，固化采取抽真空固化方式，通過設置在產(chǎn)品和模具上的熱電偶控制固化過程中溫度的準確和一致性； (4)膠接 將成型后按照對稱的上下兩瓣豆莢桿在陰模上膠接，在陽模上成型的兩瓣豆莢桿均打過一定距離的定位孔，陰模兩側(cè)也設置了完全對應的定位孔，將上下兩瓣豆莢桿與陰模的定位孔對應，保證豆莢桿的直線度； (5)對接 采用類似于軟模膨脹RTM的工藝進行對接，制成6M長的構(gòu)件； (6)后處理 將對接處多余的樹脂打磨掉，裁剪構(gòu)件兩邊為定位孔而增加的部分，以及邊角尺寸的修剪。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型衛(wèi)星用復合材料可展開構(gòu)件的制造方法，其特征在于，步驟(1)中，排布參數(shù)設置分別為張力為4.0±1.0N ;輥輪轉(zhuǎn)速為4-7轉(zhuǎn)/分鐘；砂片寬度2.1mm,無緯布敞晾48小時后蓋上硅油隔離紙后馬上放入冷庫,溫度低于_18°C,再放置三天后啟用，使用期為30天，其中無緯布排布要求為平整均勻，不允許出現(xiàn)> 2mm的露白，且表面無毛團、無屈曲，無明顯貧膠和富膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型衛(wèi)星用復合材料可展開構(gòu)件的制造方法，其特征在于，步驟(2)中，為保證對接面厚度與一致，設置6層纖維布，其中，3層纖維布長度一致，另外三層長度一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型衛(wèi)星用復合材料可展開構(gòu)件的制造方法，其特征在于，步驟(3)具體為:熱電偶產(chǎn)品溫度升至125°C時，將熱壓罐空氣溫度降為125°C ±3°C，并在125°C溫度下保溫2小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型衛(wèi)星用復合材料可展開構(gòu)件的制造方法，其特征在于，步驟(4)膠接用的固化體系采用FEG/TETA，該體系在常溫下24小時發(fā)生凝膠現(xiàn)象，后處理溫度為90°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型衛(wèi)星用復合材料可展開構(gòu)件的制造方法，其特征在于，所述樹脂其基體采用柔性樹脂，具體為改性環(huán)氧樹脂F(xiàn)EG，為淡黃色液體，環(huán)氧值為0.22eq/100g，25°C下的粘度為 15000mPa.S。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型衛(wèi)星用復合材料可展開構(gòu)件的制造方法，其特征在于，玻璃纖維布以及0°和60°的單向碳纖維T300-3K布組成增強體，所述玻璃纖維布、0°和60°的單向碳纖 維T300-3K布厚度方向上對稱鋪設鋪層設置。
【文檔編號】B29C70/54GK103817951SQ201310583052
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】李濤, 郝旭峰, 諸靜 申請人:上海復合材料科技有限公司