在纖維棒復(fù)合材料無人機(jī)的設(shè)計(jì)制造中，常常會通過鋪設(shè)角度和材料層數(shù)的調(diào)整實(shí)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)彈性和剛度分布要求。
纖維棒復(fù)合材料是目前無人機(jī)使用較多的增強(qiáng)材料之一，采用纖維棒復(fù)合材料制作無人機(jī)一般會涉及以下三種成型工藝：
熱壓罐成型工藝
熱壓罐成型是復(fù)合材料高性能成型工藝之一，對于速度要求較高的無人機(jī)，其復(fù)合材料構(gòu)件和主要承重構(gòu)件多采用這種工藝進(jìn)行制造。
熱壓罐成型的碳纖維棒復(fù)合材料構(gòu)件內(nèi)部質(zhì)量較好且樹脂的含量較為均勻，力學(xué)性能也更加出色。
但是熱壓罐成型技術(shù)也存在一定的不足之處，該工藝對于設(shè)備的要求較高，前期投入和加工成本都比較高，經(jīng)濟(jì)性相對較差。從成本角度考慮，預(yù)算有限的情況下往往會選擇低溫低壓成型技術(shù)來代替。
除此之外，碳纖維棒復(fù)合材料在熱壓罐成型過程中，其樹脂的流動、熱傳遞、化學(xué)交聯(lián)和空隙形成等會發(fā)生相互影響和相互作用，這就增加了工藝控制上的難度，一旦把握失誤，就會出現(xiàn)貧膠、高孔隙率等加工缺陷。
為了保證纖維棒復(fù)合材料無人機(jī)構(gòu)件的質(zhì)量，我們通過模擬熱壓罐成型過程中動力學(xué)變化、樹脂流動以及熱傳遞等現(xiàn)象，依據(jù)模型數(shù)據(jù)就可以對熱壓罐工藝的壓力、溫度曲線進(jìn)行良好的控制。
真空袋成型工藝
與熱壓罐工藝相比，真空袋成型工藝就比較簡單，而且前期不需要過高的投入，操作難度適中。但是這種成型方式壓力較小，只適用于對于質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求不高的復(fù)合材料構(gòu)件，多用于制造不超過 1.5mm的蜂窩夾層結(jié)構(gòu)和層壓板結(jié)構(gòu)。
因?yàn)槌杀緝?yōu)勢明顯，這種工藝方法在低速無人機(jī)制造中應(yīng)用較多，因?yàn)樵谛⌒偷退贌o人機(jī)的制造中，真空袋成型技術(shù)可以滿足大部分零件的生產(chǎn)要求。
在實(shí)際操作上，因?yàn)檎婵沾尚托璨捎妙A(yù)浸料鋪貼、濕法鋪貼等工序，而濕法操作受到人為因素的影響，容易導(dǎo)致膠液涂刷的不均勻，這種情況在夾層結(jié)構(gòu)成型中尤為明顯。
此外涂刷方向的不合理還容易導(dǎo)致纖維方向的彎曲、改變，威脅碳纖維棒復(fù)合材料制造件的穩(wěn)定性。我們新材科技采用的都是預(yù)浸料鋪貼，能有效避免上述問題，提高制件的穩(wěn)定性。
模壓成型工藝
模壓成型工藝比較適用于泡沫夾芯復(fù)合材料構(gòu)件的制造，它綜合了熱壓罐成型技術(shù)和真空袋成型工藝的優(yōu)點(diǎn)，生產(chǎn)效率高且成型壓力大，設(shè)備投入和成本適中，經(jīng)濟(jì)性較好。
無人機(jī)舵面等采用泡沫夾層結(jié)構(gòu)的部位大多采用該種成型工藝，在碳纖維棒無人機(jī)翼板的制造中，采用模壓成型的工藝還可以確保無人機(jī)機(jī)翼的外觀質(zhì)量和翼形精度，提高無人機(jī)的整體制造質(zhì)量。
不過加壓控制是該工藝關(guān)鍵的工序，我們新材料通過對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)分析以及長期的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，能夠更準(zhǔn)確地確定壓力控制參數(shù)，保障結(jié)構(gòu)件的性能水平。