[发明专利]复合材料机箱及其成型工艺方法

说明书

本发明涉及船上安装的仪器控制台的机箱及其制造工艺方法，具体为复合材料机箱及其成型工艺方法，解决金属机箱不适应湿热、盐雾环境，复材成型工艺和模具复杂、成本高、抗冲击震动性能差，安装精度难保证的问题，方案：口字形围壳整体热压，两侧安装框及隔板为方括号形；复材选玻璃布与碳纤维/环氧树脂按米字型间隔铺层；各部件连接处预埋连接柱，连接柱侧面加工防转平面；部件间胶接或铆接装配。工艺方法：涂涂脱模剂；铺贴预浸料，预埋连接柱；加热加压固化；脱模；加工外形及安装孔；连接装配。优点：1、与金属机箱比更轻；2、与其他复材机箱比，工艺性强结构稳固抗冲击震动性强，寿命长；4、机械加工安装孔，生产效率高。

技术领域

本发明涉及船上安装的仪器控制台的机箱及其制造工艺方法，具体为复合材料机箱及其成型工艺方法。

背景技术

机箱（如下图1所示）是某仪器控制台的主要部件，用于船上，原为铝合金金属结构，安装点加工完成后通过铆接、螺接等方式直接安装在机箱内壁最终实现内部电器元件固定等多功能安装要求。近年来，由于轻量化及提高机箱对海洋湿热、盐雾等环境的耐用性等环境腐蚀要求的提出，采用复合材料设计成型某仪器控制台机箱，复合材料机箱需通过高低温环境，湿热环境，霉菌，盐雾、振动和冲击等性能试验考核，耐振动和冲击强度满足GJB150.18规定的14g抗冲击振动要求。要抵抗这种强烈的冲击，实现舵功能安装要求，需要在材料配制和结构工艺上进行改进。

用复合材料成型机箱可以设计很多种结构方式，有很多种工艺方法，一般有整体纤维RTM树脂注射法、预浸料模压法，预浸料热压罐法等。整体RTM树脂注射法成型机箱，模具结构要求双面模，模具结构复杂，成本高；预浸料模压法由于工艺设备原因不能整体成型，需将机箱框架分解为零散部件分别成型后再进行连接等方式连接实现整体结构形式，缺点是连接点越多对抗冲击振动风险越大且时间越长，抗冲击振动性能越差。预浸料热压罐法可以依托单面模具实现机箱的整体结构功能，但通常的成型方法是在板式模具上一次完成所有铺贴或者模具成型“口”字形框架与其他纵向隔板分别铺贴，固化完成后组合安装成型，实现机箱的整体结构功能，但缺点是，由于预浸料固化前及固化过程中各安装点预埋件易移动极其难保证各安装点的位置精度，且固化完成后由于位置关系各安装点的加工操作不能利用现代化数控加工中心而只能人工手动进行，加工精度满足不了电器元件的安装要求。在复合材料上以钻铆粘接形式连接是个工艺难题，复合材料本身比较难加工，直接在复合材料上打孔，破坏材料的结构完整性，降低整体强度。本机箱结构整体稳定性要求较高，内部安装功能要求多，分体成型结构整体稳定性及使用寿命不能保证，整体成型内部安装点无法进行数控机械加工，手工打孔，不仅效率低且安装精度难以保证。

因此，为了满足需要，设计一种轻质高强，抗冲击、抗震动实现多功能安装要求的复合材料机箱是十分有必要的。

发明内容

本发明解决目前现有的金属结构机箱不能适应海洋湿热、盐雾环境，现有复合材料成型工艺方法工艺和模具复杂、成本高、抗冲击震动性能差，难以保证安装精度的问题，提供一种复合材料机箱及其成型工艺方法。