[发明专利]一种超大尺寸单曲反射面复合蜂窝夹层结构面板及其成形方法

权利要求书

1.一种超大尺寸单曲反射面复合蜂窝夹层结构面板，其特征在于：该复合蜂窝夹层结构面板是由三层硬铝板、两层铝蜂窝芯及用于连接和支撑的型材骨架组成的；

所述三层硬铝板分别为工作板、中接板和背板，两层铝蜂窝芯为工作板和中接板之间的第一蜂窝芯，中接板和背板之间的第二蜂窝芯，在第二蜂窝芯和背板之间添加型材骨架；所述型材骨架选用截面为T形的型材，T形型材采用两个L形型材背靠背结构，与开槽后的蜂窝芯、硬铝板采用胶结的方式连接；

超大尺寸是指单块面板尺寸在6平方米以上。

2.根据权利要求1所述的一种超大尺寸单曲反射面复合蜂窝夹层结构面板，其特征在于：所述工作板厚度为1.5毫米、中接板厚度为1毫米、背板厚度为1.5毫米；第一蜂窝芯和第二蜂窝芯的厚度为60毫米。

3.一种超大尺寸单曲反射面复合蜂窝夹层结构面板的成形方法，其特征在于，步骤如下：

步骤(一)根据母线方程建立铝板的三维模型

根据电气设计结果中的分块方案，对分块后面板编号，左侧为奇数，右侧为偶数；在Catia线框与曲面设计模式的YOZ平面坐标系草图编辑环境下，导入面板的母线方程绘制母线，沿此母线的法向拉伸所形成的曲面即为整体面板的理论曲面；在XOY平面坐标系草图编辑环境下，导入该面板的轮廓线，拉伸并对整体面板的理论曲面进行分割后所得到的曲面为工作板理论曲面；仍在XOY平面坐标系草图编辑环境下，导入工作板测量孔坐标，绘制直径为1.2毫米的测量孔草图，拉伸并在工作板理论曲面上切割出；

步骤(二)单块工作板理论曲面的空间几何展开及在钉床上的定位

以面板的工作板理论曲面的拱高最高点为基点，建立工作板理论曲面的切平面及设计坐标系，并测量出拱高最高点与钉床制造中心的相对位置，在设计坐标系XOY平面内绘制四个指向拱高最高点的小三角形，用以标记拱高最高点，将小三角形的草图拉伸并在工作板理论曲面上切割出；在切平面上展开工作板理论曲面，得到工作板展开料；在Auto CAD中打开dxf文件，确定钉床制造中心，以半径为6毫米的圆形表示球头钉柱，以钉床制造中心为基点进行间距为50毫米的矩形阵列，根据之前测量得到的工作板拱高最高点与钉床制造中心的相对位置，导入工作板展开料，并根据工作板尺寸确定钉床图的规格；根据缩距计算得到的缩距对工作板轮廓对应边进行平移得到中接板和背板的钉床布局图，得到三层硬铝板的总体钉床布局；

步骤(三)钉高计算

使用钉高计算软件来计算钉高；在该软件中输入面板的焦距、曲面类型、坐标数据、钉床规格的数据，通过软件预先写入的钉高算法即可计算点阵钉模上各个钉柱所对应的钉高数据，并将钉高数据形成标准文件输出；

步骤(四)开缝应力释放及激光切割板料

在Catia中建立工作板展开料及工作板理论曲面模具的整体模型，保存为stp格式文件；导入ABAQUS有限元分析软件进行工作板压贴仿真，得到工作板成形后的应力云图；根据压贴仿真结果所得到的应力分布情况，确定工作板开缝的位置及开缝长短，并对三层硬铝板均进行开缝处理，三层硬铝板开缝位置交错，同向开缝最少保证有100毫米的间距，以提高面板的整体刚度；将开缝后的三层硬铝板以单层分别排布在规定尺寸板料图中，得到下料图，通过激光切割的方法得到三层硬铝板的板料；

步骤(五)型材骨架的定位与预拉成形

建立复合夹层结构面板的stp模型，导入ABAQUS有限元分析软件进行刚度计算模拟实验，选择型材骨架的最优位置及数量，并测量出型材骨架的几何中心与设计坐标系的相对位置；根据型材骨架的几何中心与设计坐标系的相对位置，在钉床布局图中选定型材骨架的定位孔位置，并测量出型材骨架定位孔与设计坐标系中心的相对位置，在Catia中绘制型材骨架底面的定位孔草图并切出，展开后得到型材骨架定位孔位置；以工作板理论曲面为数模，加工一个实体模具并在模具表面上刻划出工作板理论曲面轮廓线，根据型材骨架几何中心与设计坐标系的相对位置确定型材骨架预拉成形的位置并对型材骨架进行预拉成形处理来提高贴模度；

步骤(六)逐层铺设夹层结构面板

本步骤中所述逐层铺设夹层结构面板是超大尺寸单曲反射面复合蜂窝夹层结构面板制造的过程：

(1)将垫板铺放在根据步骤(三)中计算得出的钉高数据调好的钉床包络面上并定位；

(2)将工作板正面放在涂有润滑油的垫板上，利用定位销和定位孔进行定位；

(3)在工作板背面涂胶，将第一蜂窝芯铺放在胶层上；

(4)在中接板面向工作板的一面涂胶，然后将涂胶面根据定位位置铺放在第一蜂窝芯上；

(5)在中接板另一面涂胶，将第二蜂窝芯铺放在胶层上，在第二蜂窝芯上对应背板型材骨架的位置开槽；

(6)将涂好胶的预先胶结有型材骨架的背板胶面向下放置于第二蜂窝芯上并定位，至此完成了夹层结构面板的逐层铺设过程；

(7)最后将真空密封袋罩在放有点阵钉模的大理石平台上，并用胶带将密封袋与大理石平台密封在一起，用抽真空系统抽真空，大气压力保持在0.033Mpa达到48小时以后，形成了超大尺寸单曲反射面复合蜂窝夹层结构面板；

其中，超大尺寸是指单块面板尺寸在6平方米以上。