碳纤维复合材料的性能不是固定的,而是一个复杂的复合体系。随着制造材料的调整(如碳布的选择、树脂的比例等) , 无人机部件的性能将有很大的变化,以及制造过程的变化(如碳纤维布的铺设角度和数量、成型工艺等) ,进行大量的实验积累,充分发挥无人机一定形状的理想材料性能。
无人机不同部件的受力环境不同。在碳纤维材料的制备过程中,需要对碳纤维排列的厚度和角度进行调整。在不同的性能要求下,需要使用的树脂类型和配件比例是不同的。无人机结构设计和部件内部结构设计需要综合考虑,并通过仪器计算出方案。无人机早用于研究实验和军事领域。这些领域的预算相对较高。然而,随着无人机在民用领域的推广应用,成本控制已成为碳纤维无人机设计的重要因素。虽然碳纤维材料的成本相对较高,但它占总成本的一小部分,大部分成本是通过复杂的制制造工产生的,因此简单且易于实现的结构的设计可以大大降低成本。
无人机的应用领域越来越广泛,对产品的要求也越来越复杂。单一的材料和形状设计将越来越难以满足未来的应用要求。因此,设计人员和材料人员需要不断对无人机的结构适应性设计和材料环境适应性进行研究和开发,使其产品更先进、更有价值。
碳纤维复合材料完全具备植保无人机的材料要求目前是制作的主流材料，在螺旋桨、机臂、外壳等部件上有着大量应用。
碳纤维螺旋桨:螺旋桨是固定翼植保无人机的主要上升推力部件，传统制作材料有强度差、重量高、加工难度大、不耐磨等缺点，制作出来的螺旋桨叶片使用的时候会出现无人机飞行不稳定，续航能力差，易损坏等特点。碳纤维复合材料强度大且轻、耐磨、不生锈制作出来的螺旋桨耐用且精度高。常用植保螺旋桨的制作是使用碳纤维模压二次成型工艺，制作出来的桨叶外观精美、够硬、够轻，制作过程中对产品精度的把控、设计时对平衡性和碰撞性平衡的把控都是技术难点。
植保无人机臂:目前绝大部分植保无人机的机臂是采用的管装结构，这种部件结构性能稳定，承载能力高，使用材料少。植保无人机的要求载荷一般在十公斤以上，这对于机臂的强度要求非常高，碳纤维是目前工业材料当中拉伸强度材料，制作出来的碳纤维管比模量高、耐疲劳、耐腐蚀、韧性好是做出此部件的理想选择。目前碳纤维管的制作工艺已经非常成熟，各类型号在市场当中均能买到，主要供应无人机厂家。
碳纤维无人机壳:无人机上的核心电子部件均需要外壳包裹保护，植保无人机的工作环境会面临化学腐蚀，强风干扰，高负载的情况。碳纤维材料制作出的无人机壳重量很轻且外壳坚固，材料的组成结构稳定，对于酸、碱、盐的防护能力非常强，表面光滑风阻低对于植保无人机的性能提升有着重要作用。
碳纤维材料属于~种难加工材料 ,硬度高、脆性大,分层是复合材料铺层之间脱胶而形成的一种破坏现象,切削参数不合理时会使层间受过
大而导致分层。在加工过程中,具的磨损也较为严重,耐用度低。
在加工过程中,会产生-定的残余应力,表面的尺寸精度和表面粗糙度不易达到要求。碳纤维属于-种各向异性材料 ,纤维铺层方向对制孔有
较大影响,特别是单向板制孔时,钻孔处的应力集中较大,易引起劈裂等缺陷。
以上信息由专业从事碳纤维支架厂家的星河运动于2024/5/7 6:43:41发布
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