一种复合材料星敏支架制备方法

摘要

本发明涉及一种复合材料星敏支架及其制备方法，属于复合材料结构技术领域。本发明的碳纤维复合材料星敏支架，与同造型的铸铝件相比，结构热变形由1.86"/℃减至0.6"/℃；一阶基频由122Hz增至167Hz；重量由5.68kg降至3.31kg，减重41.7%；尺寸精度高；质量稳定；经超声波无损检测证实，内部无缺陷；生产效率高。复合材料星敏支架，由于采用负膨胀的高模量或超高模量碳纤维、准各向同性复合材料，具有质量轻、刚度高、热稳定性好、精度高和阻尼减振等优势。本发明的复合材料星敏支架已成功应用于某遥感卫星，通过了空间飞行考验。

主权项

一种复合材料星敏支架的制备方法，其特征在于步骤为：第一步，碳纤维预制件的制备1)铺层：在非金属芯模表面按照准各向同性的方式铺叠碳纤维织物；具体方法是：先铺叠法兰盘的5层碳纤维织物，再铺叠法兰盘的16层碳纤维织物，且16层碳纤维织物延续至三个圆柱面的外侧；三个圆柱面的内侧采取两两圆柱面碳纤维织物延续的方式铺叠，即在每个圆柱面的周向分若干个区域，每个区域彼此搭接，且每层的搭接缝相互错开，共计16层；在三个圆柱面相贯的部位外侧R角和圆柱面与法兰盘连接部位R角处，铺叠4层窄条碳纤维织物，对各R角处进行局部补强；2)缝合：首先采用边界缝合法把铺叠法兰盘的5层碳纤维织物连接在一起，把构成三个圆柱体的16层碳纤维织物连接在一起；然后采用结构缝合法将已进行边界缝合的法兰盘和三个圆柱体连接在一起；再将4层窄条碳纤维织物缝合在各R角处，成为星敏支架的碳纤维预制件；最后将非金属芯模移除；第二步，设计、制造成型模具成型模具包括底板(1)、三个芯模(2)、四块外模(3)和三个端盖(4)；成型模具上带有一个进胶口和三个出胶口，进胶口在底板(1)上，三个出胶口分别在三个端盖(4)的中心位置；第三步，装模在成型模具的贴模面涂敷脱模剂，将第一步制备的碳纤维预制件放在成型模具底板(1)的凹槽内，向三个圆柱体内腔放入对应的芯模(2)，然后用四块外模(3)贴合在三个圆柱体的外面；每块外模(3)分别与底板(1)用定位销定位，最后将端盖(4)放置在三个圆柱体的顶端面上，三个端盖(4)与外模(3)用定位销定位；三个芯模(2)分别与三个端盖(4)定位；第四步，注胶、固化将预热的环氧树脂经RTM设备注射进预热的成型模具的内腔，当环氧树脂充满成型模具的内腔后，停止注胶，封闭成型模具，将成型模具放入烘箱中固化；第五步，脱模拆除成型模具，得到固化成型的星敏支架。