Aplicação de materiais compostos na indústria UAV

Devido a diferenças nos campos de aplicação e uso pretendido, os UAVs (veículos aéreos não tripulados) diferem significativamente das aeronaves tripuladas convencionais em termos de materiais de fabricação e estruturas de estrutura de aeronaves. Ao projetar aeronaves tripuladas, a principal consideração é a segurança humana, que impõe padrões e requisitos rígidos à estrutura estrutural e capacidade de carga de carga. Por outro lado, os UAVs não precisam explicar a segurança dos passageiros, permitindo maior flexibilidade no projeto estrutural e na seleção de materiais. Materiais compósitos, com sua rigidez superior, resistência, resistência à vibração e fadiga e baixo coeficiente de expansão térmica, tornaram -se a escolha preferida para a fabricação de UAV.

(I) Áreas de aplicação de materiais compostos em UAVs

1. Componentes estruturais: A estrutura principal, asas, barbatanas de cauda e outros componentes dos UAVs podem ser fabricados usando materiais compostos. Esses materiais oferecem propriedades leves, alta resistência, excelente resistência à fadiga e resistência ao impacto, aumentando a durabilidade do UAV e o desempenho do voo.

2. Habitação do motor: Os componentes principais dos UAVs, como motores e controladores, também podem ser protegidos usando materiais compostos. Esses materiais fornecem excelente blindagem eletromagnética, reduzindo efetivamente a interferência e garantindo a operação estável dos sistemas elétricos do UAV.

3. Componentes de gerenciamento térmico: UAVs geram calor significativo durante o vôo. Materiais compósitos podem ser usados ​​para fabricar componentes de dissipação de calor, garantindo gerenciamento térmico eficaz e operação estável do UAV.

4. Sistema de combustível: Materiais compostos são cada vez mais usados ​​nos sistemas de combustível UAV. Por exemplo, os tanques de armazenamento de hidrogênio compostos podem armazenar combustível de hidrogênio, servindo como uma fonte de energia para os UAVs.

5. Altas do sensor: UAVs carregam vários sensores, como GPS, barômetros e giroscópios. Materiais compósitos podem ser usados ​​para fabricar caixas leves e de alta resistência que protegem esses sensores de fatores ambientais, garantindo precisão e estabilidade.

(Ii) Processos de fabricação de componentes UAV compostos

1. Processo de moldagem por autoclaveO processo de moldagem por autoclave garante componentes compostos leves e de alta qualidade com conteúdo uniforme de resina e propriedades mecânicas superiores. Esse processo é preferido para fabricar estruturas de carga de carga UAV e componentes de alta velocidade. No entanto, sua eficiência econômica é relativamente baixa devido aos altos requisitos de equipamentos, investimento inicial significativo e altos custos de processamento. Como resultado, as técnicas de moldagem de baixa temperatura e baixa pressão são frequentemente usadas como alternativa na fabricação de UAV.

2. Processo de moldagem por bolsas a vácuoO processo de moldagem por sacola a vácuo é econômico, exigindo um investimento mínimo e obtendo resultados desejáveis ​​de fabricação. Além disso, é relativamente fácil de operar e amplamente aplicável. No entanto, a baixa pressão de moldagem limita seu uso a componentes compostos com requisitos de menor qualidade. Esse processo é comumente usado em UAVs pequenos e de baixa velocidade. Existem dois métodos primários: lay -up pré -g e lay -up úmido. O pré -criador resulta em uma distribuição de resina mais uniforme, oferecendo maior estabilidade e qualidade.

3. Processo de moldagem por compressãoThe compression molding process is efficient, easy to operate, and cost-effective while providing high molding pressure. This process balances cost and quality in UAV manufacturing and is particularly suitable for producing foam-core composite structures. The process involves two key steps: (1) foam core fabrication and skin lamination, and (2) mold pressing and curing. In UAV wing panel manufacturing, this process significantly enhances precision and aesthetics. Proper selection of the pressing machine is crucial to achieving optimal molding results.

4. Low-Temperature Molding TechnologyA tecnologia de moldagem de baixa temperatura oferece vantagens de custo e eficiência energética. Esse processo pode curar a resina de polímero de baixa temperatura a 60 a 80 ° C, tornando-o um suplemento viável à moldagem por autoclave. Ele suporta uma ampla gama de tamanhos de componentes e permite a cura direta à temperatura ambiente e pressão atmosférica, levando à adoção generalizada na fabricação de UAV. Comparado às técnicas de moldagem de alta temperatura, a moldagem de baixa temperatura reduz os custos de fabricação, mantendo a qualidade. Para otimizar os resultados, são essenciais melhorias contínuas nas formulações de resina e nos materiais pré-gravadores de baixa temperatura.