如今的无人机的用途在不断的扩展，其中智能化操控是非常重要的一种改进方向，需要在无人机中植入芯片等材料。碳纤维常用于制作运输箱体、锂电池箱体，具有较好的减震、抗冲击等特点，在植入芯片后可以起到有效的保护作用。 碳纤维无人机机架、机翼、外壳等重要部件的制作不是一件容易的事情，其中涉及到大量的关键技术，加上碳纤维材料成本的高昂，使得即便是民用碳纤维无人机的价格也居高不下。不过贵也有贵的道理，碳纤维无人机具备如此强大的性能，炙手可热也是理所当然。
预组装CFRP框架：框架是飞机机身中的横向加强元件。在空中客车A350中使用CFRP和的一体式机身结构可以减轻重量和生产步骤。需要额外的加强元件（夹板）以防止框架向侧面弯曲。翼肋（可达6米）在几何上都互不相同，因此，每个翼肋都需要一个特殊的模具模板，以便手动为组件配备公差为0.2毫米的防滑钉。这些模板昂贵且使用复杂。此外，手动防滑钉进给和预组装需要很大的差异。在连接零件上进行大量测量步骤，以实现的位置对准也是必不可少的。 FraunhoferIFAM的项目经理LeanderBrieskorn解释说：“Tempo”项目给我们带来了一个挑战，即以一种既能减少持续时间又能减少过程复杂性的方式自动化过程步骤。“夹板应该被自动捡起并送入框架。为了将框架和夹板铆接在一起，需要钻穿两个部件。我们通过使用我们开发的高精度末端执行器为框架配备夹板来实现这一点。此外，在我们位于斯塔德的近系列机身装配厂中，机身安装在机身外壳上，没有任何间隙。”
定位和钻孔末端执行器，用于CFRP整体框架的自动化，高精度和质量保证的预组装 研发的定位和钻孔末端执行器可以完成以下任务：接收不同的防滑钉，将它们定位在不同的整体框架上，同时对两个部件进行双重钻孔。紧凑的末端执行器可以通过所使用的门户系统以及标准工业机器人来拾取。选择门户系统以提高定位精度。整体框架在门架下方的高跷上拉伸，可以使用多种机械调节选件在空间中定向。末端执行器具有对称的固定器，通过它可以拾取不同方向的夹板并将其夹在固定器上。使用弹簧阻尼的机械限位器，可以到达各个连接位置。当防滑板加固件从上方放置在框架的整体表面上，并且使用内置机制将两个部件夹紧时，钻孔过程将从框架的背面进行，以防止CFRP磨损。抽气系统将产生的钻屑收拾起来。钻完零件后，就可以确定防滑钉在框架上的位置。然后可以将防滑板铆接到框架上。
在航空航天领域的碳纤维复合材料制品应用是什么样的呢?
在航空航天领域传统的采用多采用金属材料，因为高强度、耐高温、高比模量等特征非常好的保证了我们在航空航天领域的研发和科技的推动。那在航空航天领域中研究发现，如果能够减重1千克，大约能够节省下1万美元的燃料，那在材料使用上面的科研就是我们研发的方向，还能非常好的提升火箭、飞船的负荷质量，所以对于航空航天材料的重量和质量是非常值得去关注的点。
在航空航天领域还有一个非常重要的点就是耐高温性能，碳纤维复合材料是通过碳纤维束和树脂进行预浸到固化形成碳纤维预浸料，那在这个过程中，为了更好的保证碳纤维复合材料耐高温的性能，就可以进行树脂添加物，使得成型后的碳纤维制品具备非常好的耐高温性能。
在整个航空航天材料的选择上面就需要有重量轻、强度高、耐高温、变形小的特点，这一系列的特征都指向了碳纤维复合材料，当然钛合金也可以，但是钛合金的资源太少，这也是为什么国家大力扶持碳纤维企业的原因，在国外技术不共享的情况，国内大力推进碳纤维复合材料研发的重要原因。
那碳纤维在航空航天领域的应用中，大尺寸的碳纤维还没有生产的先例，现在主要是进行一些小零部件的生产，然后进行机加工组装，常见的有飞机尾翼，利用蒙皮进行长桁组成，通过模具使得碳纤维制品进行组合在一起，然后再进行热压罐成型。
除了飞机尾翼，还有非常平尾、垂尾等。那在航空航天领域，我们被广泛运用的有整流罩、前缘、舱门以及内部的材料选用，很好的保证了航空飞船的性能表现，在一定程度上减少了整体的重量，那在航天飞船的桶身应用，采用多段桶身的生产后，然后进行组成，从而生产出碳纤维复合材料的航空壁体，在这个过程中特别重要的地方就是衔接处。
快递无人机在具体的实际应用中还存在着许多问题，比如安全问题，在无人机设计方面这就是个难题，洛桑联邦理工学院推出了一款新型无人机，一次飞行距离可达2千米，专门用来投送不超过500克的包裹。这款无人机能自动避让障碍物，能飞到不平整甚至陡峭的目的地。它是它自带保护笼，保护笼由碳纤维材料构成，在飞行过程中整个无人机和包裹都处于保护笼中，如果途中遇到任何意外，保护笼都可以起到很好的防护作用；它还能保护收件人不被旋转中的螺旋桨伤到，因为整个螺旋桨结构都处于保护笼内部，而内置的电路会确保只有螺旋桨停止转动后，保护笼才会收起。保护笼的结构参考折纸概念设计，可以一步折叠、快速收起。收起后的无人机体积将缩小92%，可以轻易放入普通背包中。
上述的无人机虽然在安全上有所保障，但是荷载过小，远远不能满足绝大多数的快递运送需求。可运送10公斤以内货物，飞行高度达到300米—500米之间是国内快递对无人机的基本要求。
除了安全问题和荷载能力，还有一个续航能力的问题。目前用于物流的无人机分为油、电两种，使用较多的还是电力无人机。首先，电力无人机价格相对较便宜，售价在几千至上万元不等。燃油的无人机价格则在几万甚至十几万元之间。同时，燃油无人机体型较大、不太灵活，在物流领域中较少使用。从目前正在推广应用的电力无人机来看，平均充电一次后，10分钟可以飞行10公里左右。也就是说，考虑到回程，电力无人机的运送范围在5公里以内。如果作为使用高频率的快递无人机，这种续航能力是远远不够的，不能只送2-3个包裹后，就要充电才能继续使用。
以上信息由专业从事碳纤维制品厂家的星河运动于2024/4/30 5:39:32发布
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