Page 54 - 《橡塑技术与装备》2019年14期（7月下半月塑料版）

橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (PLASTICS)

变截面 S 型复合材料进气道的模具

设计及工艺研究

马腾飞，李伟明，许向彦
( 航天长征睿特科技有限公司，天津 300000)

摘要 ： 针对无人机 S 型复合材料进气道的成型，设计了一种可循环利用高效的组合模具，其模具由硅橡胶模具与金属组合模
组成。材料体系选用高强碳纤维环氧树脂预浸料。成型工艺选择热压罐固化工艺，对比了不同铺层层数对壁厚的影响。利用此成
型工艺成功制备出了内外型面、内部质量满足要求的进气道。
关键词 ： 模具 ； S 型进气道 ；热压罐 ；成型工艺
中图分类号 ： TQ330.41 文章编号 ： 1009-797X(2019)14-0036-03
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2019.14.008

相较于金属材料，复合材料具有的高比强度、高
比模量、密度低、较好的抗震性、抗疲劳性，同时还
具有可设计性，在航空航天以及军工领域有了大量的
应用。其中树脂基复合材料具有的优异性能，使得其
在航空领域的应用仅次于铝合金、钢、钛合金。目前
图 1 复合材料进气道结构示意图
航空领域发展对材料要求也进一步提高，复合材料的
可设计性、密度低等特性更加进一步奠定了其在航空 1 实验
领域的地位 [1~3] 。
1.1 材料及设备
无人机具有尺寸小、重量轻、用途广等优点，在
原材料 ：碳纤维环氧树脂预浸料（T700/603），
国防及民用领域发挥越来越重要的作用。其对材料的
航天材料及工艺研究所
要求也越来越高，复合材料可设计性、密度低等特性
设备 ：热压罐 ： Φ1.5 m×2.5 m、真空泵
能够满足无人机应用要求。S 型进气道是无人机气动
碳纤维环氧树脂预浸料（T700/603）采用热熔法
系统的关键部件，为变截面结构，需满足气动要求，
制备而成，单向预浸料的含胶量为 34±3%，纤维面
其中内型面必须满足气流无阻碍流通，外型面满足与 2
密度 165±5 g/m , 挥发物含量＜ 1%，复合材料的制
机身壳体配合。研究人员在制备内外型面满足要求且
备采用热压罐工艺成型，选用阶梯加压和升温的固化
无拼接结构的复合材料进气道做了大量的探索 [4~6] 。
方式。
S 型进气道特殊结构及型面要求，使得复合材料
成型存在较大的难题，为了保证产品的结构，模具设
2 结果与讨论
计应为阴阳模组合结构，但是其为 S 型变截面结构，
2.1 材料的选择
最终导致产品脱模困难。目前 S 型复合材料进气道成
进气道作为无人机产品气动系统的关键部件，为
型阳模一般为金属组合模、可溶性模具或可破坏模具，
发动机提供气流，在无人机运行过程中，有很强的气
阴模为组合钢模 [7~9] 。但是这类模具存在成本高及使
流进入，对进气道形成很强的内压，同时进气道与发
用效率低等缺点，本文提出一种的可重复、高效使用
的组合模，在工艺控制下成型出满足要求的进气道产 作者简介 ：：马腾飞，男，初级工程师，硕士研究生，主
品，进气道结构示意图如图 1 所示。 要从事 ：复合材料成型研究方面工作。
收稿日期 ：2019-06-04

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