框架式空间光学支撑相机结构中复合材料方管制备方法与流程

本发明涉及方管制备，具体为一种框架式空间光学支撑相机结构中复合材料方管制备方法。

背景技术：

1、为满足空间相机光学系统高尺寸稳定性需求，空间相机领域常选用具有比刚度高、密度低、线膨胀系数小和设计性强等优点的碳纤维复合材料作为主支撑结构。依据相机光学系统设计需求，空间相机光学系统支撑结构按形式可分为桁架杆式与整体框架式。其中桁架杆式轻量化程度高，结构简洁，适用于光学系统简单的同轴相机，应用方面以哈勃太空望远镜光学系统桁架杆式支撑结构最为典型，在国内大、中型空间遥感相机上也有应用。整体框架式结构一体化程度高、刚度更优，得到广泛应用。如美国landsat-8遥感卫星上的陆地成像仪采用框架式支撑结构，在轨工作稳定。

2、方管是框架中不可或缺的重要部分，采用拼接方式装配胶接构成。方管的成型质量直接影响着框架式支撑结构的稳定。

3、目前，框架式空间光学支撑相机结构中方管的成型分为金属对模固化炉成型及非对模热压罐成型。然而产品生产难点在于成型后的脱模阶段。常规模具及脱模方式容易在脱模过程中造成产品内部（方管四角处）损伤，导致探伤分层缺陷。

技术实现思路

1、本发明为了解决上述提到的方管成型后脱模过程易造成产品内部四角处损伤的问题，特此提出了一种框架式空间光学支撑相机结构中复合材料方管制备方法。本发明采用非对模热压罐成型，有效避免方管棱角处受模具挤压导致纤维断裂的现象，同时热压罐成型方式下，模具设计相对简单，产品铺放到成型间的过程方便快捷。

2、本发明提出了一种框架式空间光学支撑相机结构中复合材料方管制备方法，包括以下步骤：

3、步骤一、在模具一端标记脱模侧；

4、步骤二、在模具表面缠绕一层四氟乙烯薄膜；

5、步骤三、预浸料铺放按铺层角度从模具脱模侧的挡板处向另一端缠绕；

6、步骤四、铺放完毕后，进入热压罐打压成型；

7、步骤五、使用脱模环抵住挡板，脱去模具，抽出方管内壁四氟乙烯薄膜。

8、更进一步地，所述步骤二中四氟乙烯薄膜的缠绕方向是由脱模侧向对侧缠绕。

9、更进一步地，所述步骤三中每铺放10层预浸料进行抽真空处理并打压，避免预浸料缠绕松散。

10、更进一步地，所述步骤四中预浸料铺放完成后，根据产品方管壁厚，若壁厚超过4mm则在产品外侧缠绕一层热缩膜，壁厚小于4mm不用。

11、一种用于上述制备方法的模具，包括模具主体和挡板，模具主体为长方体结构，挡板为环形结构并套设在模具主体上；模具主体上缠绕预浸料表面的棱角处倒圆角。

12、更进一步地，所述倒圆角的半径从脱模侧到另一端逐渐变大。

13、更进一步地，所述倒圆角的半径为2~3mm，均匀渐变。

14、更进一步地，所述模具主体采用p20模具钢。

15、本发明所述的一种框架式空间光学支撑相机结构中复合材料方管制备方法的有益效果为：

16、（1）本发明所述的一种框架式空间光学支撑相机结构中复合材料方管制备方法，在模具上铺放四氟乙烯膜并控制其铺放方向，选用p20模具钢制备模具并在模具上设置渐变的圆角结构，使产品脱模时模具与产品间空隙逐渐变大，保护产品r角质量方便脱模；同时利用挡板帮助方管脱模。

1.一种框架式空间光学支撑相机结构中复合材料方管制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤二中四氟乙烯薄膜的缠绕方向是由脱模侧（3）向对侧缠绕。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤三中每铺放10层预浸料进行抽真空处理并打压，避免预浸料缠绕松散。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤四中预浸料铺放完成后，根据产品方管壁厚，若壁厚超过4mm则在产品外侧缠绕一层热缩膜，壁厚小于4mm不用。

5.一种用于权利要求1-4任一项所述制备方法的模具，其特征在于：包括模具（1）和挡板（2），模具（1）为长方体结构，挡板（2）为环形结构并套设在模具（1）上；模具（1）上缠绕预浸料表面的棱角处倒圆角。

6.根据权利要求5所述的模具，其特征在于：所述倒圆角的半径从脱模侧（3）到另一端逐渐变大。

7.根据权利要求5所述的模具，其特征在于：所述倒圆角的半径为2~3mm，均匀渐变。

8.根据权利要求5所述的模具，其特征在于：所述模具（1）采用p20模具钢。