一种快速成型无人机机翼结构及其成型方法与流程

本发明涉及机翼制造，具体涉及一种快速成型无人机机翼结构及其成型方法。

背景技术：

1、无人机机翼是无人机飞行的核心承载与气动部件，其结构强度、重量、成型精度及生产效率直接决定无人机的飞行性能与量产成本。目前市面上主流无人机机翼成型工艺多采用模具整体模压、手工铺层、分段粘接等成型等方式，不仅成型效率低，存在诸多技术缺陷。

2、传统无人机机翼成型工艺中，机翼主梁多采用变截面定制模具成型，每一种尺寸机翼均需配套专属模具，模具成本高、通用性差，无法实现连续化生产；手工铺层工艺依赖人工经验，铺层均匀性难以把控，导致机翼力学性能一致性差、废品率高；分段粘接成型的机翼存在粘接界面薄弱层，长期飞行易出现开裂、脱层问题，使用寿命短。同时，传统工艺生产流程繁琐、成型周期长，无法满足中小型无人机大批量、低成本、标准化的量产需求。

3、现有技术中尚未出现采用等截面主梁拉挤连续成型、三维连续纤维套整体包覆结合rtm成型的无人机机翼一体化制造方案，行业内亟需一种结构稳定、成型高效、成本低廉、可规模化量产的无人机机翼结构及成型工艺。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种快速成型无人机机翼的结构及成型方法，解决传统无人机机翼成型效率低、成本高、结构一致性差、力学性能薄弱的问题，实现无人机机翼的连续化、标准化、低成本批量生产。

2、为达到以上之目的，本发明采用的技术方案是：

3、一种快速成型无人机机翼结构，包括翼柄、主梁、填充泡沫及蒙皮，所述主梁为等截面实心结构，为机翼核心承重构件；所述翼柄固定于主梁根部，用于实现机翼与无人机机身的装配连接；所述填充泡沫填充于主梁与蒙皮之间的空腔区域，起到轻量化支撑、优化气动外形的作用；所述蒙皮包覆于主梁及填充泡沫的最外侧，构成机翼完整气动外形。

4、进一步地，所述主梁采用碳纤维增强树脂复合材料通过拉挤成型工艺一体制成，截面形状保持统一，无尺寸渐变结构，可连续挤出成型，按需裁切长度适配不同展长的无人机机翼。

5、进一步地，所述填充泡沫采用高密度轻质泡沫，其贴合主梁外轮廓填充，无间隙填充机翼内部空腔，兼顾轻量化与结构支撑性。

6、进一步地，所述翼柄采用硬质钢材或航空铝合金材质，并与主梁端部刚性对接固定，装配精度高、连接强度高。

7、进一步地，所述机翼整体外侧包覆有三维编织连续纤维套，所述三维编织连续纤维套完全包裹主梁、填充泡沫及翼柄拼接区域，实现各结构层的整体连接，杜绝分层、脱胶问题。

8、一种快速成型无人机机翼的成型方法，用于制造上述的一种快速成型无人机机翼，包括：

9、s1：主梁连续拉挤成型：采用纤维增强树脂原料，通过拉挤成型设备连续挤出成型等截面主梁型材，控制拉挤速度、树脂浸润度及固化温度，保证主梁的结构致密、力学性能均匀，实现不间断连续生产；

10、s2：根据目标无人机机翼的设计展长尺寸，对连续成型的等截面主梁型材进行定长裁切，得到符合尺寸要求的单根主梁构件，裁切端面平整无毛刺；

11、s3：将裁切后的主梁与翼柄进行对接固定，保证同轴度与连接牢固度；随后将填充泡沫根据机翼气动外形裁切适配，紧密填充于主梁外围预设区域，完成机翼内部核心组件的预装成型；

12、s4：三维连续纤维套包覆：采用三维编织工艺制备连续纤维套，将纤维套整体套设于预装完成的机翼组件外侧，完全包覆主梁、填充泡沫及翼柄连接部位，调整纤维套松紧度与包覆平整度，保证纤维连续无断点、无褶皱；

13、s5：rtm树脂传递模塑成型：将包覆纤维套的机翼组件放入定型模具中，合模锁紧；通过rtm成型设备向模具内部高压注入树脂基体，使树脂充分浸润三维连续纤维套及内部组件间隙；恒温恒压固化后，开模脱模，得到一体化成型的无人机机翼毛坯。

14、s6：后处理精加工：对脱模后的机翼毛坯进行修边、打磨、外观处理，检测尺寸精度及力学性能，最终得到成品无人机机翼。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

16、本发明所公开的一种快速成型无人机机翼结构及其成型方法，

17、1、实现无人机机翼的连续自动化生产，效率大幅提升。

18、2、减少手工铺贴工序，消除手工操作带来的纤维偏移、树脂不均等缺陷，铺层精度控制在±0.5mm以内，批次间力学性能偏差低于±2%，显著提升产品一致性和飞行可靠性。

19、3、纤维结构为连续纤维，结构强度好，从根源上避免开胶、脱层等失效形式，机翼结构抗疲劳性能显著提升。

20、4、工艺稳定性好，树脂浸润充分，内部缺陷（气泡、干斑）显著减少，机翼密实度和尺寸精度有效提升。

21、5、适合大批量生产，大幅降低材料损耗和单件成本。

1.一种快速成型无人机机翼结构，其特征在于：包括翼柄（2）、主梁（4）、填充泡沫（3）及蒙皮（1），所述主梁（4）为等截面实心结构，为机翼核心承重构件；所述翼柄（2）固定于主梁（4）根部，用于实现机翼与无人机机身的装配连接；所述填充泡沫（3）填充于主梁（4）与蒙皮（1）之间的空腔区域，中间形成支撑；所述蒙皮（1）包覆于主梁（4）及填充泡沫（3）的最外侧，构成机翼气动外形。

2.根据权利要求1所述的一种快速成型无人机机翼结构，其特征在于：所述主梁（4）采用碳纤维增强树脂复合材料通过拉挤成型工艺一体制成，截面形状保持统一，无尺寸渐变结构，可连续挤出成型，按需裁切长度适配不同展长的无人机机翼。

3.根据权利要求2所述的一种快速成型无人机机翼结构，其特征在于：所述填充泡沫（3）采用高密度轻质泡沫，其贴合主梁（4）外轮廓填充，无间隙填充机翼内部空腔。

4.根据权利要求3所述的一种快速成型无人机机翼结构，其特征在于：所述翼柄（2）采用硬质钢材或航空铝合金材质，并与主梁（4）端部刚性对接固定。

5.根据权利要求4所述的一种快速成型无人机机翼结构，其特征在于：所述机翼整体外侧包覆有三维编织连续纤维套，所述三维编织连续纤维套完全包裹主梁（4）、填充泡沫（3）及翼柄（2）拼接区域，实现各结构层的整体连接。

6.无人机机翼的成型方法，用于制造权利要求1-5中任意一项所述的一种快速成型无人机机翼，其特征在于：包括：