一种翼梢小翼的制备方法与流程

本发明属于压片技术领域，特别涉及一种翼梢小翼的制备方法。

背景技术

飞机在飞行中，机翼下翼面的高压区气流会绕过翼梢流向上翼面，形成强烈的旋涡气流，并从机翼向后沿伸很长一段距离，它们带走了能量，增加了诱导阻力，而翼梢小翼就是用来消弱这种阻力的。

当气流流过机翼的上下两个表面时，所产生的气压差会在机翼产生向上的升力，当这种力大于飞机的重量时，飞机便能够在天空飞行。但这时机翼下表面的高压区气流会绕过翼梢流向上翼面，形成强烈的旋涡气流，当飞机飞的越快，所产生的涡流也越强，这样会增加飞行时的阻力和燃料的消耗。

加装翼梢小翼的设计重新调整翼尖涡流，阻碍上下表面的空气绕流，从而减小涡流的强度，有效的减少飞行时的阻力和燃料消耗，而且它的角度也能同时产生向上和向前的分力来增加飞机的推力和升力。

目前，大型粉剂使用的翼梢小翼为金属结构，制造出来的翼梢小翼重量大，飞机的油耗增加，制造成本高，飞行的灵活性差。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，解决现有技术中制造出来的产品重量大、制造成本高的技术问题，提供一种翼梢小翼的制备方法，本发明的制造成本低，利用本发明制造出来的翼梢小翼重量低，降低飞机油耗。

本发明的目的是这样实现的：一种翼梢小翼的制备方法，制备翼梢小翼使用的模具包括具有模腔的工作架，所述工作架上具有与翼梢小翼形状相同的工作面，工作面在模腔内，翼梢小翼可刚好贴合在工作面上，在前后方向上，工作面的一侧排布有若干限位块一，工作面的另一侧设有限位块二，限位块一和限位块二均与工作架可拆卸地连接，限位块一和限位块二用来固定泡沫的位置，模腔外侧的工作架上设有定位模，定位模上设有用于定位成品余量的定位阶，制备翼梢小翼包括以下步骤，

（1）泡沫加工：根据产品模型加工出泡沫一和泡沫二，泡沫一的一端可和泡沫二的一端贴合在一起；

（2）泡沫除湿：将加工好的泡沫使用透气毡包裹，放入烘箱中，120℃干燥2小时，以除去泡沫表面吸收的水分，烘干完毕的泡沫芯从烘箱中取出，放入密封的塑料袋中存放以备用；

（3）泡沫的胶接：将泡沫一和泡沫二可贴合在一起的一端各贴一层环氧结构胶膜，将泡沫一的胶接面对准泡沫二的胶接面，使泡沫一和泡沫二胶接在一起，将胶接在一起的泡沫一和泡沫二放置到工作架的工作面上，安装限位块一和限位块二，固定泡沫一和泡沫二的位置，在模具上糊制真空袋包裹住泡沫一和泡沫二，将真空袋抽至真空，将模具送入烘箱固化，固化完成后冷却至室温，取出模具，打开真空袋，取出固化后的泡沫一和泡沫二，固化后的泡沫一和泡沫二在以下统称为泡沫芯；

（4）预浸料下料：使用三维仿真软件模拟每一层下料图的形状，使其形状能铺盖在小翼外表面，使铺层过程中的料片变形量最小，将下料图导入到自动下料机的操作系统中，将预浸料放到自动下料机托架上，按照程序裁剪每块料片，并用标签纸标识编号；

（5）模具的准备：清理模具内腔残留物，清理完残留物后使用干净的布带浸渍丙酮对模具内腔进行擦拭，清洗掉影响产品的残渣，晾干后用干净的布带浸渍脱模剂擦拭模具内腔，脱模剂晾干后再次擦拭脱模剂，重复擦拭脱模剂5遍，每两遍之间间隔15分钟后再擦拭，擦完最后一遍脱模剂后，将模具送入烘箱干燥，干燥并冷却至室温后取出备用；

（6）预浸料铺贴：按照铺层顺序，将预浸料片铺贴到模腔内的工作面上，预浸料的面积大于模腔的面积，超出模腔的部分逐层使用隔离膜分隔开，直至所有预浸料铺贴完成，将限位块一和限位块二安装到模具上，在泡沫芯外包裹一层环氧结构胶膜后，将泡沫芯放入铺贴有预浸料的模腔内，上翻预浸料，使预浸料包裹住泡沫芯；

（7）固化：在模腔外糊制真空袋，将真空袋抽真空将预浸料压实在泡沫芯的表面，将模具送入烘箱中，按照固化工艺进行固化；

（8）脱模：固化结束后，关闭烘箱，待模具温度冷却至室温后，取出模具，取下初步产品；

（9）后期加工：对照定位模上的定位阶，使用切割机切去定位阶向外的余量后得到成品。

本发明的制备成本低，制备出来的翼梢小翼质量轻，比强度大，比模量高，性能稳定；可应用于制备无人机翼梢小翼的工作中。

为了进一步提高小翼的抗弯性能，所述步骤（6）中，铺层方法具体的为，将步骤（4）中剪裁好的四层预浸料对准定位线，依次铺贴在工作面上，第一层预浸料至第四层预浸料的铺层角度依次为：45°、0°、-45°、90°，铺贴过程中，预浸料未铺贴在模具上的部分使用隔离膜逐层隔离开，第一层铺贴完成后，在模腔外封装真空袋，将真空袋抽至真空，利用真空的压力压实预浸料，保持真空15min，拆下真空袋，继续下一层的铺贴，全部铺贴完成后，在模腔外封装真空袋，将真空袋抽至真空，利用真空的压力压实所有预浸料，使各层预浸料紧密贴合，抽真空压实4h。

为了提高胶膜与泡沫芯的贴合度，所述步骤（6）中还包括以下步骤:在泡沫芯表面包裹一层环氧结构胶膜后，在泡沫芯外封装真空袋，抽真空袋至真空使胶膜压实在泡沫表面，真空压实后拆下真空袋。

为了实现泡沫表面预浸料的铺层，所述步骤（6）中还包括以下步骤：将泡沫芯放置在模腔内的预浸料上，调整位置，使泡沫与模腔契合；将预浸料未铺贴到模腔表面部分逐层分开，除去隔离膜，从小翼前缘翻至泡沫上表面，铺盖整个泡沫，在预浸料褶皱部分开工艺剪口，每层剪口位置错开设置，依此方法将所有预浸料铺贴完成。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（3）中的固化温度为130℃，固化时间为2h。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（7）中，固化温度为125℃，固化时间为2h。

附图说明

图1为本发明中模具的立体结构图。

图2为本发明中胶接在一起的泡沫一和泡沫二放在模腔内时模具的立体结构图。

图3为本发明中翼梢小翼的结构示意图。

其中，1工作架，2定位模，3模腔，4限位块一，5限位块二，6工作面。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步说明。

如图1～图3所示的一种翼梢小翼的制备方法，本实施中，为了描述的方便，面积大的为泡沫一，面积小的为泡沫二；制备翼梢小翼使用的模具包括具有模腔3的工作架1，工作架1上具有与翼梢小翼形状相同的工作面6，工作面6在模腔3内，翼梢小翼可刚好贴合在工作面6上，在前后方向上，工作面6的一侧排布有若干限位块一4，工作面6的另一侧设有限位块二5，限位块一4和限位块二5均与工作架1可拆卸地连接，限位块一4和限位块二5用来固定泡沫的位置，模腔3外侧的工作架1上设有定位模2，定位模2上设有用于定位成品余量的定位阶，制备翼梢小翼包括以下步骤，

（1）泡沫加工：根据产品模型加工出两个泡沫（本实施中，为了描述的方便，面积大的为泡沫一，面积小的为泡沫二），泡沫一的一端可和泡沫二的一端贴合在一起；

（2）泡沫除湿：将加工好的泡沫使用透气毡包裹，放入烘箱中，120℃干燥2小时，以除去泡沫表面吸收的水分，烘干完毕的泡沫芯从烘箱中取出，放入密封的塑料袋中存放以备用；

（3）泡沫的胶接：将泡沫一和泡沫二可贴合在一起的一端各贴一层环氧结构胶膜，将泡沫一的胶接面对准泡沫二的胶接面，使泡沫一和泡沫二胶接在一起，将胶接在一起的泡沫一和泡沫二放置到工作架1的工作面6上，安装限位块一4和限位块二5，固定泡沫一和泡沫二的位置，在模具上糊制真空袋包裹住泡沫一和泡沫二，将真空袋抽至真空，将模具送入烘箱固化，固化温度为130℃，固化时间为2h，固化完成后冷却至室温，取出模具，打开真空袋，取出固化后的泡沫一和泡沫二，固化后的泡沫一和泡沫二在以下统称为泡沫芯；

（4）预浸料下料：使用三维仿真软件模拟每一层下料图的形状，使其形状能铺盖在小翼外表面，使铺层过程中的料片变形量最小，将下料图导入到自动下料机的操作系统中，将预浸料放到自动下料机托架上，按照程序裁剪每块料片，并用标签纸标识编号；

（5）模具的准备：清理模具内腔残留物，清理完残留物后使用干净的布带浸渍丙酮对模具内腔进行擦拭，清洗掉影响产品的残渣，晾干后用干净的布带浸渍脱模剂擦拭模具内腔，脱模剂晾干后再次擦拭脱模剂，重复擦拭脱模剂5遍，每两遍之间间隔15分钟后再擦拭，擦完最后一遍脱模剂后，将模具送入烘箱干燥，干燥并冷却至室温后取出备用；

（6）预浸料铺贴：按照铺层顺序，将预浸料片铺贴到模腔3内的工作面6上，预浸料的面积大于模腔3的面积，超出模腔3的部分逐层使用隔离膜分隔开，直至所有预浸料铺贴完成，将限位块一4和限位块二5安装到模具上，在泡沫芯外包裹一层环氧结构胶膜后，将泡沫芯放入铺贴有预浸料的模腔3内，上翻预浸料，使预浸料包裹住泡沫芯；

（7）固化：在模腔3外糊制真空袋，将真空袋抽真空将预浸料压实在泡沫芯的表面，将模具送入烘箱中，按照固化工艺进行固化，其中，固化温度为125℃，固化时间为2h；

（8）脱模：固化结束后，关闭烘箱，待模具温度冷却至室温后，取出模具，取下初步产品；

（9）后期加工：对照定位模2上的定位阶，使用切割机切去定位阶向外的余量后得到成品。

为了进一步提高小翼的抗弯性能，步骤（6）中，铺层方法具体的为，将步骤（4）中剪裁好的四层预浸料对准定位线，依次铺贴在工作面6上，第一层预浸料至第四层预浸料的铺层角度依次为：45°、0°、-45°、90°，铺贴过程中，预浸料未铺贴在模具上的部分使用隔离膜逐层隔离开，第一层铺贴完成后，在模腔3外封装真空袋，将真空袋抽至真空，利用真空的压力压实预浸料，保持真空15min，拆下真空袋，继续下一层的铺贴，全部铺贴完成后，在模腔3外封装真空袋，将真空袋抽至真空，利用真空的压力压实所有预浸料，使各层预浸料紧密贴合，抽真空压实4h。

为了提高胶膜与泡沫芯的贴合度，步骤（6）中还包括以下步骤:在泡沫芯表面包裹一层环氧结构胶膜后，在泡沫芯外封装真空袋，抽真空袋至真空使胶膜压实在泡沫表面，真空压实后拆下真空袋。

为了实现泡沫表面预浸料的铺层，步骤（6）中还包括以下步骤：将泡沫芯放置在模腔3内的预浸料上，调整位置，使泡沫与模腔3契合；将预浸料未铺贴到模腔3表面部分逐层分开，除去隔离膜，从小翼前缘翻至泡沫上表面，铺盖整个泡沫，在预浸料褶皱部分开工艺剪口，每层剪口位置错开设置，依此方法将所有预浸料铺贴完成。

本实施例中的预浸料由3233环氧树脂与ew180b玻璃纤维织物复合而成，固化之后即可成为复合材料，3233环氧树脂为中温固化环氧树脂，最高使用温度为70℃，能够满足翼梢小翼的使用环境，ew180b玻璃纤维织物为平纹织物，其成本低，性能稳定；复合材料的力学性能如表1所示。

表13233/ew180b复合材料力学性能

本实施例中，泡沫优选采用聚甲基丙烯酰亚胺（pmi）泡沫，pmi泡沫耐热性能好，热变形温度高，能够与预浸料一体化固化成型；比强度、比模量是泡沫材料中最高的；压缩蠕变性能好，能够适应复合材料压力成型；防火性能好；与各种树脂相容性好；质量轻。

本发明的制备成本低，制备出来的翼梢小翼质量轻，比强度大，比模量高，性能稳定；可应用于制备无人机翼梢小翼的工作中。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明保护范围内。