Формовка компонентов БПЛА: технология, преимущества и проблемы

Технология формовка компонентов БПЛА является одной из основных в процессе производства БПЛА. Различные технологии формовки оказывают значительное влияние на характеристики, вес и стоимость БПЛА. В этой статье мы подробно представим несколько распространенных технологий формовка компонентов БПЛА, обсудим применяемые материалы, преимущества и недостатки, проблемы и пути их решения.

1. Основные материалы для Формовка компонентов БПЛА

Основными материалами для Формовка компонентов БПЛА являются следующие:

(1) Композитные материалы:

Композитные материалы изготавливаются из комбинации материалов, таких как углеродное волокно, стекловолокно и смола. Эти материалы обладают хорошей прочностью и жесткостью, а также малым весом, что обеспечивает прочность конструкции БПЛА и помогает улучшить его летные характеристики.

(2) Алюминиевый сплав:

Алюминиевые сплавы обладают высокой удельной прочностью и хорошей обрабатываемостью, что делает их идеальными для производства БПЛА. БПЛА, изготовленные из алюминиевых сплавов, обычно обладают большей прочностью и стабильностью.

(3) Высокопрочные пластмассы:

Высокопрочные пластмассы могут использоваться для изготовления некоторых компонентов, таких как пропеллеры беспилотников и некоторые внутренние конструкции. Эти пластмассы легки, прочны и устойчивы к коррозии, что помогает снизить общий вес БПЛА и улучшить его характеристики.

(4) Углеродное волокно:

Углеродное волокно — это очень прочный и легкий материал, который широко используется в некоторых высококлассных БПЛА. Углеродное волокно очень прочное и жесткое, что позволяет БПЛА выдерживать более сложные миссии. Кроме того, углеродное волокно очень устойчиво к коррозии и может выдерживать различные жесткие условия эксплуатации.

Резюме:

Выбор этих материалов зависит от конструктивных особенностей БПЛА, предполагаемого сценария применения и соображений стоимости. Например, микро-БПЛА могут предпочесть легкие материалы, такие как дерево или пластик, в то время как более крупные БПЛА могут использовать больше композитов или алюминиевых сплавов для повышения прочности и долговечности конструкции.

2. Каковы основные процессы Формовка компонентов БПЛА?

К основным технологическим процессам Формовка компонентов БПЛА относятся следующие:

(1) Процесс формования в горячем прессе:

Это распространенный способ формования волокнистых композитов, который применяется для формования таких компонентов, как обшивка, стеновые панели и оболочки со сложными профилями большой площади. В этом процессе композитная заготовка, сотовая многослойная структура или клееная структура запечатывается на форме вакуумным мешком и помещается в резервуар горячего пресса, а композитная заготовка нагревается и находится под давлением для завершения отверждения и формования с помощью высокотемпературного сжатого газа для создания давления в условиях вакуума или без вакуума.

(2) Процесс формования с переносом смолы под высоким давлением (HP-RTM):

Процесс HP-RTM — это оптимизированная модернизация процесса RTM, обладающая преимуществами низкой стоимости, короткого времени цикла, большого объема и высокого качества продукции. В процессе используется высокое давление для смешивания смолы и впрыска ее в вакуумную герметичную форму, предварительно покрытую волокнистыми армирующими материалами и предварительно установленными вставками, и получение композитных изделий путем заполнения формы потоком смолы, пропитки, отверждения и расформовки.

(3) Технология формования без горячего прессования (OoA):

Эта технология подходит для ремонта композитных деталей, и ее основное отличие от процесса формования под горячим прессом заключается в том, что при формовании материала не требуется прикладывать внешнее давление, что дает преимущества снижения затрат и получения сверхбольших деталей.

(4) Процесс формования:

Поместите определенное количество препрега в полость металлической формы, использование прессов с источником тепла для создания определенной температуры и давления, так что препрег размягчается под воздействием тепла в полости формы, давление потока, заполнить полость формы и отверждения метода процесса.

(5) Процесс формования с обмоткой:

Композитный процесс формования, применяемый для подготовки изделий с поворотным кузовом, который может подготовить высокоэффективные изделия с поворотным кузовом и применим для комбинации различных армирующих материалов и матричных смол.

(6) Технология 3D-печати:

Способна быстро обрабатывать и изготавливать прецизионные детали сложной формы, при этом персонализированное производство может быть обеспечено без использования пресс-форм. Технология представляет собой трехмерную модель для обработки нарезки, по заданному пути слой за слоем укладывается, и в итоге получаются требуемые изделия.

Резюме:

Каждый из этих процессов имеет свои особенности и преимущества, и подходит для различных типов Формовка компонентов БПЛА и производственных потребностей. В реальном производстве подходящий производственный процесс должен быть выбран в соответствии с конкретными потребностями и условиями.

3.Преимущества применения Формовка компонентов БПЛА

Практические преимущества Формовка компонентов БПЛА в основном отражены в следующих аспектах:

(1) Легкий вес и высокая прочность:

Использование легких материалов, таких как композиты из углеродного волокна, позволяет значительно снизить вес БПЛА и повысить его летную эффективность и выносливость.

(2) Интегрированное формование:

Композитные материалы из углеродного волокна могут быть сформованы путем формования, горячего прессования, отверждения в баке и других методов Формовка компонентов БПЛА для достижения большой площади единовременной формовки, уменьшения использования крепежа и повышения эффективности производства.

(3) Сильная коррозионная стойкость:

Композиты из углеродного волокна обладают отличной коррозионной стойкостью и могут использоваться в течение длительного времени в различных климатических условиях и средах, снижая затраты на техническое обслуживание.

(4) Гибкость конструкции:

Пластик и другие полимерные материалы поддаются проектированию и могут быть оптимально разработаны в соответствии с требованиями к прочности и жесткости БПЛА, что упрощает процесс формовки и повышает гибкость конструкции изделия.

(5) Экономическая эффективность:

Хотя первоначальная стоимость композитов из углеродного волокна высока, стоимость единицы продукции может быть снижена за счет рационального проектирования и массового производства, а снижение веса также помогает уменьшить потребление энергии, что экономически выгодно в долгосрочной перспективе.

(6) Технология «стелс»:

Ожидается, что пластмассы будут отвечать высоким требованиям технологии «стелс», связанным с интеграцией структуры и функций БПЛА, благодаря модификации, улучшающей скрытность и безопасность БПЛА.

(7) Интеллектуальные материалы:

В пластик легко имплантировать микросхемы или проводники из сплавов для формирования интеллектуальных материалов и структур, что открывает возможности для интеллектуального развития БПЛА.

4.Проблемы и решения в области Формовка компонентов БПЛА

Формовка компонентов БПЛА является ключевым звеном в процессе производства БПЛА, которое напрямую влияет на характеристики, безопасность и стоимость БПЛА. Однако в процессе производства формовка компонентов БПЛА сталкивается с множеством проблем, для решения которых требуются эффективные меры.

(1) Проблемы

1) Проблема точности:

По сравнению с металлическими компонентами, композиты из углеродного волокна сложнее получить точные геометрические или конфигурационные размеры в процессе формовки. В основном это связано с особой природой углеволоконных композитов и сложностью процесса формовки.

2) Конструкция пресс-формы и стоимость:

Интегрированное формование компонентов БПЛА из углеродного волокна требует сложных форм, а структура, материал и толщина форм будут влиять на конечный продукт. Формы, необходимые для формовка компонентов БПЛА, дорогостоящи и сложны в проектировании.

3) Технология укладки:

Процесс укладки углеволоконных композитов имеет решающее значение для характеристик конечного продукта. Такие технические детали, как угол укладки, деформация волокон и их сращивание, должны быть точно контролируемыми, иначе это повлияет на прочность и стабильность компонента.

4) Контроль параметров процесса формования:

На этапе формовки такие параметры процесса, как температура, давление и время выдержки, оказывают непосредственное влияние на качество изделия. Неправильный контроль параметров может привести к проблемам текучести смолы, что, в свою очередь, может вызвать такие дефекты, как чрезмерный расход клея, плохое склеивание поверхностей, расслоение, пустоты и отслоение.

(2) Меры по решению проблемы

1) Оптимизация конструкции пресс-формы:

Разумное проектирование комбинации разъемной формы, цельной формы и позиционирования формы позволяет повысить точность формовки и снизить стоимость формы.

2) Точная технология укладки:

Перед раскладыванием слоев необходимо провести детальный анализ деформации волокон, чтобы определить начальную позицию укладки слоев с наименьшей площадью деформации. С помощью технологии сращивания слоев и вырезания отверстий можно достичь оптимальной схемы работы по определению допустимого угла раскладки.

3) Строго контролируйте параметры процесса формования:

В процессе отверждения необходимо установить оптимальные параметры процесса путем нескольких попыток строгого контроля текучести смолы и величины формовочного давления. Это позволяет избежать различных дефектов, вызванных плохим контролем текучести смолы или давления формования.

4) Всесторонний контроль качества:

Строгий контроль качества необходим на каждом этапе технологического процесса, начиная с выбора материала и заканчивая процессом формовки. Регулярное техническое обслуживание и калибровка производственного оборудования обеспечивают стабильность и последовательность производственного процесса.

5. Резюме

Вышеперечисленные меры могут эффективно решить проблемы, возникающие в процессе формования композитов из углеродного волокна в компонентах БПЛА, улучшить качество и характеристики продукции, а также способствовать дальнейшему развитию технологий БПЛА. Благодаря постоянному прогрессу технологий, будущий процесс формовка компонентов БПЛА будет более зрелым и совершенным, что обеспечит более мощную поддержку применения БПЛА.