碳纤维复合材料近年来快速发展，广泛应用于工业、航天、、体育等各个领域。大部分无人机都是用碳纤维制作而成的，我们都知道碳纤维材料具有很多优异性能，其可设计及容易成型特性,刚好满足无人机制造的需求。有关碳纤维材料一体成型的优异性用于无人机壳的具体优势,一起来了解一下吧。
无人机的续航能力与能源端发展有密切联系,现阶段传统材料无人机用增加能源体积来获取更长续航时间,但体积重量的增加变化让无人机的飞行难度变大。用更轻质量的碳纤维材料来制作机壳，便减轻了机身的重量，使无人飞行速度更快，爬行更高，还能有效延长续航时间及使用寿命。
无人机外壳对材料的选择不光追求轻质选择高强度，韧性好及 对复杂环境的适应性好的材料，能很好的增强机体抗冲击性，预防意外跌落对机体的损伤情况等。传统的无人机机壳制作铝合金、和钛合金、钢等材料用的较多,这类材料强度虽然复合要求,但重过高,比强度和比刚度还需增加。碳纤维复合材料在满足了比强度和比刚度以外，并有耐高温腐蚀环境、抗震性好,容易成型等优异特性。
我厂制造生产的碳纤维无人机机壳外观大气,表面光滑无杂质,拥有比铝合金等材料更高强度对抗阻力,并大大降低了机体重量，在降低振动及噪音方面也明显改善。
碳纤维和活性碳纤维是都是属于碳素纤维,他们都是在近代才开始大规模的应用的一种新型工业材料。您可以通过《什么是活性碳红维》了解它,它们在外表形态和制造原料上都具有很高的相似之处,因此人们对他们的认识存在一 定的混淆,其实它们还是有实质性的差别的,接下来就给大家介绍一下碳纤维和活性碳纤维的区别。
1.结构区别。通过X射线可以发现,碳纤维是以乱层石墨结构形式存在的,目前所知的过渡态碳有三种基本结构单位,即乱层石墨、无定形碳和高度有序的超原子结构。而活性碳纤维的结构是属于微晶类碳系,它是由石墨状微晶、单一网平面状碳和无序碳三部分组成的,石墨状微晶是构成活性碳的主体部分。
2.制造工艺区别。碳纤维和活性碳纤维按照原料分类都是一样的,正是因为制造工艺的不同而改变了纤维的结构。碳纤维的工艺可以归纳为:
原料单体经过聚合工艺生产出原丝,原丝再经过预氧化生产出预氧化丝,再进行炭化工艺生产出碳纤维;而对于活性碳纤维来说,可以归纳为:原料单体经过预处理生产出可炭化纤维,可炭化纤维再经过炭化处理生产出炭化纤维,再经过活化处理生产出活性碳纤维。
3、应区别。碳纤维具有高强、高模及耐烧蚀等优良性能,因此通常是作为防热材料和结构材料用于航天、航空领域。如鼻锥;洲际、飞船等高速飞行器外壳耐热保护层。而活性碳纤维因具有较大的比表面积,通常是作为一种吸附剂应用于电子、化学、等领域。
目前的碳纤维飞机零部件主要采用热压罐工艺，这种工艺比较适宜于制造尺寸较小、结构简单的零部件，但对于尺寸较大、结构复杂的整体成型零部件，生产模具的设计与制造则很难满足相应的水平要求。国内也很重视这方面的尝试和研究，早在2012年，中航工业西飞公司就曾向中国商用飞机有限责任公司（简称中国商飞）交付了C919大型客机中央翼、襟翼及运动机构部段，这是C919大型客机七大部段中难度、工作量两个部分。这两个部段尺寸大、结构复杂、外形公差要求高，尤其是国内民机尺寸、长达15米的襟翼缘条加工，技术难度非常大。西飞突破了复合材料大型成型模具设计制造技术、复合材料构件预装配变形控制技术等多项技术难关，整个研制过程全部采用先进的三维数字化设计、传递与制造，中央翼部段除1号肋是金属件外，全部采用了先进的中模高强碳纤维/增韧环氧树脂复合材料制造，这也是国内在固定翼飞机的主承力结构件上使用碳纤维复合材料。
但是在实际的生产应用中，大体积整体成型的碳纤维复合材料制件还无法做到在主承载力结构中的大规模化应用，例如，在大面积的机身壁板中，仍然需要通过机械加工将分成多块的小型壁板拼接而成。囿于整体成型技术的应用水平，目前的大体积碳纤维机体零部件的出品批次质量不稳定，废品率高，从而使整体成本上升，严重影响到碳纤维复合材料在需求量的商用飞机中的应用程度。
自动铺丝技术是在纤维缠绕和自动铺带技术的基础上发展起来的一种先进复合材料成型技术，对降低碳纤维复合材料构件制造成本，提高生产效率和构件性能方面具有极大的作用。
与一般的碳纤维复合材料成型技术相比，自动铺丝技术可以实现每一根丝束的独立夹紧、切断和重送，甚至是每个丝束都能有各自的铺放速度，并根据构件形状自动切纱以适应边界，减小废料率，并通过局部加厚、加筋、开口铺层补强等方式满足多种设计要求，适应大曲率复杂构件的自动化成型，特别适合带窗口的机身段、机翼大梁及带凹凸面的翼面铺放。
但是国内在该方面的技术起步很晚，南京航空航天大学在“九五”期间才开始调研该项目，后来，哈尔滨工业大学、武汉理工大学、北京航空制造工程研究所等才陆续着手该技术的相关研究。
而国外在该技术方面起步较早，美国在上世纪70年代就开始了自动铺丝技术的研究，经过几十年的发展，该技术在美国和欧洲的航空工业中得到了成熟和广泛的应用，例如波音B787“梦想”飞机在机身、机翼、垂尾、平尾、地板梁、后承压框等部位中大量使用了碳纤维复合材料，其中机身高达23%部分的碳纤维复合材料就是采用自动铺料技术完成的。
目前国内的、复杂曲面的碳纤维复合材料构件基本上仍以手工铺叠为主，自动铺丝技术只在大飞机项目中的部位如碳纤维复合材料翼梁中得到使用，至于自动铺放设备的研制和实际应用基本上还还处于刚起步的阶段，这种状况极大地制约了碳纤维复合材料结构件在航空领域的大规模应用。
以上信息由专业从事碳纤异形件报价的星河运动于2024/12/31 8:43:29发布
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