一种高精度复合材料天线反射面成型方法与流程

本发明涉及航天结构功能件的表面处理方法，具体地，涉及一种高精度复合材料天线反射面成型方法。
背景技术：
：随着深空探测技术的不断进步，人类对大口径、高精度天线反射面的需求也日益迫切。复合材料因其轻质高强等特性，被广泛应用于航空航天领域，目前航天器用天线反射面已全面复合材料化。复合材料的固化成型因固化温度不均匀、纤维与树脂、复合材料与模具的膨胀系数不匹配等原因，往往会在脱模后发生变形，这直接导致一次成型高精度天线反射面难度极大。采用复型技术(在反射面表面施加一层树脂补偿层，以填充反射面实际与理论面型之间的偏差空隙，复制模具面型)可以有效的提高反射面的面型精度，以满足反射面高精度的需求。但是传统的树脂脱泡后施胶，会在树脂与模具接触、反射面与树脂接触的过程中引入空气，这样在固化脱模后，表面会形成大量气泡，这严重影响反射面后续表面金属化(金属化为了满足反射面电性能需要)，而且修补后反射面吸收发射比也会受到影响。为此提出一种表面零气泡处理方法，以解决树脂层存在气泡的问题。公开号为cn109624163a的发明专利申请中公开了一种提高复合材料天线反射面表面光洁度的方法，该方法包括：先对高精度复合材料天线反射面表面进行粗糙化处理，且粗糙化不允许破坏天线反射面的型面精度；然后在粗糙化后的反射面表面均匀涂覆一层可常温固化的环氧树脂(采用喷涂或手工涂覆皆可)，常温静置直至树脂达到b阶段；将成型天线反射面的模具表面涂覆脱模剂，晾干后将带树脂层的高精度天线反射面放入模具中制备真空袋在热压罐中升温打压(温度为50℃，压力为0.3mpa～0.7mpa)，利用模具自身的光洁度及环氧树脂的赋型性获得高光洁度的天线反射面，为后续天线反射面金属化及精确调节表面吸收发射比提供基础。但在该方法中，所述环氧树脂经过b阶段处理，其粘度值会明显大于2000mpa·s，后续需经过热压罐加压0.3mpa～0.7mpa固化树脂层，否则树脂层会因为粘度过大而导致厚度很大，严重影响反射面热稳定性，而加较大的压力会因为反射面受压产生应变而处于高应力状态，在脱模后，由于应力释放导致产品面型很大程度偏离理论值，使反射面面型精度无法满足高精度使用需求，因此，公开号为cn109624163a的发明专利侧重于低成本提高表面光洁度，而并非面型高精度。技术实现要素：针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种高精度复合材料天线反射面成型方法，去除表面气泡，以满足后续反射面表面金属化的需求。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：本发明提供一种高精度复合材料天线反射面成型方法，包括如下步骤：s1、将天线反射面的表面进行粗糙化处理，在高精度模具表面涂覆脱模剂；s2、将经步骤s1处理后的天线反射面和高精度模具以及树脂静置于高真空环境中；s3、在高真空环境下，将树脂施于高精度模具的涂有脱模剂的表面上，然后将天线反射面压于树脂上；s4、在高真空环境下，待树脂层铺满高精度模具的表面后，静置一段时间恢复常压；s5、待树脂固化后将天线反射面脱模，在天线反射面表面形成零气泡树脂层。优选地，所述树脂的固化反应温度为15～45℃，所述树脂的固化反应时间为24～48h。若超过此温度范围固化，会因为高精度模具与反射面的热变形而导致最终脱模产品面型与理论面型偏差增大，且温度超出的越多，偏差越大。优选地，所述树脂在15～45℃温度范围内的最低粘度为300～2000mpa·s，且所述树脂维持在所述最低粘度的时长为7～12h。本发明中树脂在15～45℃温度范围内的最低粘度为300～2000mpa·s，若低于300mpa·s，会因为树脂粘度太低而导致反射面表面缺胶，超过2000mpa·s，会因为粘度过大影响脱泡效果及树脂附着性；且粘度维持在此范围的时长为7～12h，若小于7h，无法满足该工艺流程所需时长。优选地，所述树脂包括环氧树脂。优选地，步骤s2、s3和s4中，所述高真空环境的绝对真空度为0～4pa。高于此范围，气泡无法排净，表面会残留微小气孔。优选地，步骤s2、s3和s4处于同一高真空环境下。这三个步骤中的真空环境不能发生改变。优选地，步骤s2中，所述静置的时长为4～6h。优选地，步骤s4中，所述静置的时长为0.5～1.5h。本发明还提供一种根据所述的成型方法制备的高精度复合材料天线反射面。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明在高真空环境下，采用长操作时间的低粘度环氧树脂对天线反射面进行复型，有效解决了常规施胶固化存在的表面树脂层存在大量气泡的问题，实现了树脂层的零气泡状态，为提高反射面面型精度和后续表面金属化提供保障。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本发明天线反射面表面零气泡处理示意图；其中，1-天线反射面；2-树脂层；3-高精度模具。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。本发明提供一种高精度复合材料天线反射面成型方法，处理步骤如下：s1、将天线反射面的表面进行粗糙化处理，高精度模具表面涂覆脱模剂；s2、将模具、环氧树脂与反射面长时间静置于高真空环境；s3、在高真空环境下将树脂施于模具面，并将反射面压于树脂上；s4、待树脂层铺满模具面后，静置一段时间，再恢复常压；s5、待树脂固化后将反射面脱模，在反射面表面形成零气泡树脂层。图1为本发明天线反射面表面零气泡处理示意图；图从自上而下分别为天线反射面1、树脂层2和高精度模具3。实施例1本实施例提供一种高精度复合材料天线反射面成型方法，具体如下：s1、将反射面表面用砂纸均匀打磨至表面无光滑区域；s2、将反射面成型模具表面清理后涂覆脱模剂备用；s3、将配好的环氧树脂倒在模具上，该环氧树脂的固化温度为35℃，此时树脂粘度为1300mpa·s，且维持在该粘度的时长为10h，将反射面固定在用于反射面操作的执行机构上，并一起放置在真空环境箱中；s4、真空环境箱抽真空至箱内绝对真空度为2pa，温度为20℃，并在此状态保持5h；s5、利用执行机构将反射面压在有树脂的模具上，使处于模具和反射面之间的树脂被挤压变薄直至扩展覆盖整个表面，此过程维持1h；s6、去除真空环境箱中的真空，恢复至常压，然后温度升至35℃，保温36h以固化树脂层；s7、固化完成后，降至室温，取出后脱模。实施例2本实施例提供一种高精度复合材料天线反射面成型方法，具体如下：s1、将反射面表面用砂纸均匀打磨至表面无光滑区域；s2、将反射面成型模具表面清理后涂覆脱模剂备用；s3、将配好的环氧树脂倒在模具上，该环氧树脂的固化温度为45℃，此时树脂粘度为300mpa·s，且维持在该粘度的时长为12h，将反射面固定在用于反射面操作的执行机构上，并一起放置在真空环境箱中；s4、真空环境箱抽真空至箱内绝对真空度为4pa，温度为20℃，并在此状态保持4h；s5、利用执行机构将反射面压在有树脂的模具上，使处于模具和反射面之间的树脂被挤压变薄直至扩展覆盖整个表面，此过程维持0.5h；s6、去除真空环境箱中的真空，恢复至常压，然后温度升至45℃，保温48h以固化树脂层；s7、固化完成后，降至室温，取出后脱模。实施例3本实施例提供一种高精度复合材料天线反射面成型方法，具体如下：s1、将反射面表面用砂纸均匀打磨至表面无光滑区域；s2、将反射面成型模具表面清理后涂覆脱模剂备用；s3、将配好的环氧树脂倒在模具上，该环氧树脂的固化温度为20℃，此时树脂粘度为2000mpa·s，且维持在该粘度的时长为7h，将反射面固定在用于反射面操作的执行机构上，并一起放置在真空环境箱中；s4、真空环境箱抽真空至箱内绝对真空度为3×10-4pa，温度为20℃，并在此状态保持6h；s5、利用执行机构将反射面压在有树脂的模具上，使处于模具和反射面之间的树脂被挤压变薄直至扩展覆盖整个表面，此过程维持1.5h；s6、去除真空环境箱中的真空，恢复至常压，保持24h以固化树脂层；s7、固化完成后，降至室温，取出后脱模。对比例1本对比例提供一种复合材料天线反射面成型方法，具体如下：s1、将反射面表面用砂纸均匀打磨至表面无光滑区域；s2、将反射面成型模表面清理后涂覆脱模剂备用；s3、将配好的环氧树脂倒在模具上，该环氧树脂的固化温度为35℃，此时树脂粘度为1300mpa·s，且维持在该粘度的时长为10h，将反射面固定在用于反射面操作的执行机构上，并一起放置在真空环境箱中；s4、真空环境箱抽真空至箱内绝对真空度为3000pa，温度为20℃，并在此状态保持5h；s5、利用执行机构将反射面压在有树脂的模具上，使处于模具和反射面之间的树脂被挤压变薄直至扩展覆盖整个表面，此过程维持1h；s6、去除真空环境箱中的真空，恢复至常压，然后温度升至35℃，保温36h以固化树脂层；s7、固化完成后，降至室温，取出后脱模。对比例2本对比例提供一种复合材料天线反射面成型方法，具体如下：s1、将反射面表面用砂纸均匀打磨至表面无光滑区域；s2、将反射面成型模表面清理后涂覆脱模剂备用；s3、将配好的环氧树脂倒在模具上，该环氧树脂的固化温度为35℃，此时树脂粘度为1300mpa·s，且维持在该粘度的时长为10h，将反射面固定在用于反射面操作的执行机构上，并一起放置在真空环境箱中；s4、真空环境箱抽真空至箱内绝对真空度为2pa，温度为20℃，并在此状态保持1h；s5、利用执行机构将反射面压在有树脂的模具上，使处于模具和反射面之间的树脂被挤压变薄直至扩展覆盖整个表面，此过程维持1h；s6、去除真空环境箱中的真空，恢复至常压，然后温度升至35℃，保温36h以固化树脂层；s7、固化完成后，降至室温，取出后脱模。对比例3本对比例提供一种复合材料天线反射面成型方法，具体如下：s1、将反射面表面用砂纸均匀打磨至表面无光滑区域；s2、将反射面成型模表面清理后涂覆脱模剂备用；s3、将配好的环氧树脂倒在模具上，该环氧树脂的固化温度为35℃，此时树脂粘度为1300mpa·s，且维持在该粘度的时长为10h，将反射面固定在用于反射面操作的执行机构上，并一起放置在真空环境箱中；s4、真空环境箱抽真空至箱内绝对真空度为2pa，温度为20℃，并在此状态保持5h；s5、利用执行机构将反射面压在有树脂的模具上，使处于模具和反射面之间的树脂被挤压变薄直至扩展覆盖整个表面，此过程维持1h；s6、将真空环境箱中的温度升至35℃，保温36h以固化树脂层；s7、固化完成后，消除真空，降至室温，取出后脱模。上述实施例和对比例得到的反射面表面状态如表1所示。表1实施例和比较例的树脂层表面实施例树脂层表面结果实施例1无气泡实施例2无气泡实施例3无气泡比较例1有大量直径＜2mm的气泡比较例2有大量岛状气泡比较例3有少量直径＜2mm的气泡在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。当前第1页12