Application de matériaux composites dans l'industrie des drones

En raison des différences dans les champs d'application et l'utilisation prévue, les drones (véhicules aériens sans pilote) diffèrent considérablement des avions habités conventionnels en termes de matériaux de fabrication et de structures de cellule. Lors de la conception d'un avion habité, la considération principale est la sécurité humaine, ce qui impose des normes et des exigences strictes sur le cadre structurel et la capacité de charge des matériaux. En revanche, les drones n'ont pas besoin de tenir compte de la sécurité des passagers, permettant une plus grande flexibilité dans la conception structurelle et la sélection des matériaux. Les matériaux composites, avec leur rigidité supérieure, leur résistance, leur résistance aux vibrations et à leur fatigue, et leur faible coefficient de dilatation thermique, sont devenus le choix préféré pour la fabrication d'UAV.

(I) les zones d'application des matériaux composites dans les drones

1. Composants structurels: La structure principale, les ailes, les ailettes de queue et d'autres composants des drones peuvent être fabriqués à l'aide de matériaux composites. Ces matériaux offrent des propriétés légères, une forte résistance, une excellente résistance à la fatigue et une résistance à l'impact, améliorant la durabilité et les performances du vol des drones.

2. Logement à moteur: Les composants centraux des UAV, tels que les moteurs et les contrôleurs, peuvent également être protégés à l'aide de matériaux composites. Ces matériaux offrent un excellent blindage électromagnétique, réduisant efficacement les interférences et garantissant le fonctionnement stable des systèmes électriques de l’UAV.

3. Composants de gestion thermique: Les UAV génèrent une chaleur importante pendant le vol. Les matériaux composites peuvent être utilisés pour fabriquer des composants de dissipation thermique, assurant une gestion thermique efficace et un fonctionnement stable de l'UAV.

4. Système de carburant: Les matériaux composites sont de plus en plus utilisés dans les systèmes de carburant d'UAV. Par exemple, les réservoirs de stockage d'hydrogène composites peuvent stocker du carburant d'hydrogène, servant de source d'énergie pour les drones.

5. Boîtiers de capteurs: Les UAV comportent divers capteurs tels que les GP, les baromètres et les gyroscopes. Les matériaux composites peuvent être utilisés pour fabriquer des boîtiers légers et à haute résistance qui protègent ces capteurs des facteurs environnementaux, assurant la précision et la stabilité.

(Ii) les processus de fabrication des composants d'UAV composites

1. Processus de moulage automatiqueLe processus de moulage d'autoclave assure des composants composites légers et de haute qualité avec une teneur en résine uniforme et des propriétés mécaniques supérieures. Ce processus est préféré pour fabriquer des structures de chargement d'UAV et des composants à grande vitesse. Cependant, son efficacité économique est relativement faible en raison des exigences élevées de l'équipement, de l'investissement initial significatif et des coûts de traitement élevés. En conséquence, les techniques de moulage à basse température et basse pression sont souvent utilisées comme alternative dans la fabrication d'UAV.

2. Processus de moulage à vide à videLe processus de moulage du sac à vide est rentable, nécessitant un investissement minimal tout en obtenant des résultats de fabrication souhaitables. De plus, il est relativement facile à utiliser et largement applicable. Cependant, la pression de moulage basse limite son utilisation aux composants composites avec des exigences de qualité inférieure. Ce processus est couramment utilisé dans les petits drones à basse vitesse. Il existe deux méthodes principales: layup préreg et lay-up humide. Leyup Prereg entraîne une distribution de résine plus uniforme, offrant une plus grande stabilité et qualité.

3. Processus de moulage de compressionLe processus de moulage de compression est efficace, facile à utiliser et rentable tout en offrant une pression de moulage élevée. Ce processus équilibre le coût et la qualité de la fabrication d'UAV et convient particulièrement à la production de structures composites en mousse de mousse. Le processus implique deux étapes de clé: (1) la fabrication du noyau en mousse et la stratification de la peau, et (2) la pression et le durcissement des moisissures. Dans la fabrication du panneau d'ailes d'UAV, ce processus améliore considérablement la précision et l'esthétique. Une sélection appropriée de la machine de pressage est cruciale pour obtenir des résultats de moulage optimaux.

4. Technologie de moulage à basse températureLa technologie de moulage à basse température offre des avantages de coûts et une efficacité énergétique. Ce processus peut guérir la résine polymère à basse température à 60–80 ° C, ce qui en fait un supplément viable pour le moulage automatique. Il prend en charge une large gamme de tailles de composants et permet un durcissement direct à la température ambiante et à la pression atmosphérique, conduisant à une adoption généralisée dans la fabrication d'UAV. Par rapport aux techniques de moulage à haute température, le moulage à basse température réduit les coûts de fabrication tout en maintenant la qualité. Pour optimiser les résultats, des améliorations continues des formulations de résine et des matériaux préimprélables à basse température sont essentielles.