深圳市高为碳纤维复合材料有限公司
联系人：陈先生 电话：189 238 77411
地址：深圳市龙岗区宝龙街道龙东社区龙湖路89号A栋404
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高为碳纤维
无人机常用材料与结构制造工艺解析
无人机常用材料
无人机的常用材料包括机体材料（包括结构材料和非结构材料）、发动机材料和涂料。其中最主要的是机体结构材料和发动机材料。结构材料应具有高的比强度和比刚度，以减轻无人机的结构重量，改善飞行性能，还应具有良好的可加工性，便于制成所需要的部件。
根据无人机的速度和所受载荷决定了机体材料的选择。低速无人机结构主要采用木材、塑料、玻璃纤维或碳纤维复合材料蜂窝夹层结构，而高速无人机结构多以铝合金为主体材料，适当选用钛合金或碳纤维复合材料与先进制造工艺相适应的其他材料，以增加承载能力和减轻结构质量的目的。
复合材料
复合材料是无人机常用的材料之一，它由基体材料和增强材料在特定工艺上黏结制作而成。碳纤维复合材料和玻璃纤维复合材料是无人机上最常用的复合材料。
复合材料具有轻质、比强度高、比模量高、抗疲劳能力强、抗震能力强的优点。根据不同的加工工艺，它具备各向异性的特点，可以根据飞机的强度和刚度要求进行优化设计。此外，复合材料的耐腐蚀性能能够满足无人机在恶劣环境下长时间存储的特殊要求，降低使用维护的寿命周期成本。然而，复合材料的导电性较差，在雷电天气下容易受到雷击导致机体和电子设备损坏。另外，复合材料的修复性较差，修复后的力学性能会降低。
碳纤维和玻璃复合材料
碳纤维和玻璃复合材料在无人机上主要有两种用途，一种是整体成型，另一种是局部加强。
目前，随着无人机制造工艺的发展，采用整体成型的方式制造机身、机翼、尾翼等无人机部件，具有质量轻、批量生产等优点。然而，整体成型的修复性较差。对于局部加强的需求，常用的纤维材料包括单向碳片、双向碳片、碳杆、碳管等，主要用于微型和轻型无人机的局部加强件。
微型无人机材料
微型无人机的重量通常只有几十到几百克，速度为每小时几十千米，机体表面承受载荷较小，因此对机体材料的强度要求较低。为了满足微型无人机对自身质量的要求，常用的材料包括轻木、复合材料、尼龙、纺织品和塑料等。
轻型无人机材料
轻型无人机的速度较低，机身和机翼承受的载荷也较小，因此在材料选择上更加注重轻质。轻型无人机的典型材料选择是使用金属材料如合金钢和铝合金作为机身和机翼的起落架等主要承力部位，使用轻质材料如航空层板作为机身隔框等次要承力部位，而在机体壁板、蒙皮、整流罩等部位可以使用玻璃蜂窝夹层材料或玻璃纤维-碳纤维混杂结构材料。
小型和大型无人机材料
随着无人机飞行速度的提高，机体所受载荷也增大，因此材料的选择也向金属结构过渡。小型和大型无人机主要使用铝合金和钛合金作为骨架材料，其他部位大量使用碳纤维增强树脂基复合材料。随着复合材料技术的发展，大型无人机中复合材料的比例越来越高，甚至取代了铝合金成为主要材料。
结构制造工艺
在碳纤维复合材料无人机的设计制造中，常常会通过调整铺设角度和材料层数来实现结构弹性和刚度的要求。碳纤维复合材料制造无人机一般会涉及以下三种成型工艺：热压罐成型工艺、真空袋成型工艺和模压成型工艺。
热压罐成型工艺是一种复合材料高性能成型工艺，适用于速度要求较高的无人机。该工艺制造的碳纤维复合材料构件内部质量较好，树脂的含量均匀，力学性能出色。然而，热压罐成型技术对设备要求较高，前期投入和加工成本较高，经济性相对较差。因此，预算有限的情况下，往往会选择低温低压成型技术来替代。
真空袋成型工艺相对简单，操作难度适中，适用于制造质量标准要求不高的复合材料构件。该工艺压力较小，多用于制造不超过1.5mm的蜂窝夹层结构和层压板结构。然而，在实际操作中，湿法操作受到人为因素的影响，容易导致胶液涂刷不均匀，影响制造件的稳定性。
模压成型工艺是一种比较适用于泡沫夹芯复合材料构件的制造工艺。它综合了热压罐成型技术和真空袋成型工艺的优点，具有生产效率高、成型压力大、设备投入和成本适中、经济性较好的特点。模压成型工艺在无人机制造中可以确保无人机机翼的外观质量和翼形精度，提高整体制造质量。然而，加压控制是该工艺最关键的工序。
无人机具有体积小、质量轻、设计载荷小、结构强度低等特点。其设计制造过程中采用的材料和工艺都与有人驾驶飞机有所不同。无人机的使用维护方便，寿命周期费用低，成本与飞机重量基本成比例。该特点使得无人机成为各个领域中越来越重要的工具。在无人机制造中，复合材料的应用越来越广泛，其优势主要体现在减轻重量、降低成本和提高性能等方面。碳纤维复合材料无人机的结构设计和制造工艺优化是无人机应用的关键。随着复合材料的不断发展，我国无人机的制造水平也将得到提升。
