本發(fā)明屬于平流層飛行器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合材料超輕太陽(yáng)能電池基板的制作方法。

背景技術(shù)：

近年來(lái),各國(guó)都在開展研究各類平流層飛行器。平流層飛艇是一種新型低成本、低能耗平流層飛行器,其太陽(yáng)能電池陣在能源控制方面起到了關(guān)鍵性作用已成為關(guān)鍵技術(shù)，一般太陽(yáng)能電池基板都采用碳纖維板或玻璃基板其強(qiáng)度與超輕太陽(yáng)能電池基板相差近1倍之多，在同等強(qiáng)度時(shí)太陽(yáng)能電池基板又比超輕太陽(yáng)能電池基板重近3倍，存在三明治結(jié)構(gòu)復(fù)合分層，粘接氣泡等問題的出現(xiàn)，需要研究一種輕質(zhì)、高效的復(fù)合材料超輕太陽(yáng)能電池基板解決上述瓶頸問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種復(fù)合材料超輕太陽(yáng)能電池基板的制作方法，制作復(fù)合材料超輕太陽(yáng)能電池基板。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的采用的技術(shù)方案是：復(fù)合材料超輕太陽(yáng)能電池基板的制作方法，包括以下價(jià)格步驟：

步驟一：根據(jù)太陽(yáng)能電池基板的設(shè)計(jì)要求，制作邊條加強(qiáng)筋，邊條加強(qiáng)筋包括長(zhǎng)邊加強(qiáng)筋、短邊加強(qiáng)筋和圓角加強(qiáng)筋；加強(qiáng)筋采用3k碳纖維預(yù)浸布模壓得到；

步驟二：根據(jù)太陽(yáng)能電池基板的鋪層要求，準(zhǔn)備碳纖維預(yù)浸布；

步驟三：根據(jù)太陽(yáng)能電池基板要求在芳綸紙蜂窩相應(yīng)位置預(yù)埋固定連接件，連接件為聚碳酸酯板通過機(jī)械加工得到；

步驟四：在預(yù)埋完成的芳綸紙蜂窩上下表面鋪敷環(huán)氧樹脂膠膜；

步驟五：按照太陽(yáng)能電池基板鋪層鋪敷主承力層的1k碳纖維斜紋編織布；

步驟六：在復(fù)合完成的太陽(yáng)能電池基板預(yù)制件表面固定玻璃模具；

步驟七：根據(jù)太陽(yáng)能電池基板要求包覆真空袋并抽真空；

步驟八：根據(jù)太陽(yáng)能電池基板的固化要求進(jìn)行加溫、加壓固化；

步驟九：固化完成后，根據(jù)碳纖維預(yù)浸布固化要求進(jìn)行降溫處理；

步驟十：根據(jù)太陽(yáng)能電池基板的脫模要求拆除真空裝置，根據(jù)玻璃模具的安裝順序拆除模具，進(jìn)行脫模處理；

步驟十一：根據(jù)太陽(yáng)能電池基本的圖紙要求裁切太陽(yáng)能電池基板毛坯；

步驟十二：在制作完成的邊條加強(qiáng)筋內(nèi)測(cè)涂刷環(huán)氧樹脂膠，粘接邊條加強(qiáng)筋；

步驟十三：根據(jù)環(huán)氧樹脂膠固化條件進(jìn)行加溫固化。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明為平流層飛行器的太陽(yáng)能電池基板制作提供了一種新的方法，本方法工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，成品質(zhì)量較好，成品強(qiáng)度較高、重量輕，制作效率較高。

(2)本發(fā)明采用三明治夾層技術(shù)，有效的提高了太陽(yáng)能電池基板的承載能力；

(3)本發(fā)明采用三明治夾層技術(shù)，采用蜂窩為加強(qiáng)層大大減輕了太陽(yáng)能電池基板的重量

(4)本發(fā)明采用預(yù)埋連接件局部加強(qiáng)，在外觀一致的情況下保證了連接位置的強(qiáng)度；

(5)本發(fā)明采用了真空技術(shù)，通過真空排出制作時(shí)存在的氣泡，有效的提高了成品率；

(6)本發(fā)明采用了筋梁結(jié)構(gòu)，有效的提高了太陽(yáng)能電池基板的抗彎曲強(qiáng)度；

(7)本發(fā)明采用了邊條筋梁結(jié)構(gòu)，保證了太陽(yáng)能電池基板的剝離強(qiáng)度；

(8)本發(fā)明采用了熱壓技術(shù)，通過對(duì)模具整體進(jìn)行加壓，保證了太陽(yáng)能電池基板固化時(shí)所受壓力一致，避免了因受力不均導(dǎo)致的變形或有氣泡的情況。

(9)本發(fā)明方法制作的復(fù)合材料超輕太陽(yáng)能電池基板提高了平流層飛行器的能源性能，保證整體剛度和穩(wěn)定性的同時(shí)降低了自身重量，提高了電池板的工作效率。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的方法流程圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中的太陽(yáng)能電池基板三明治結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中的模型示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例中的預(yù)埋連接件布局示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例中的成型示意圖；

圖6是本發(fā)明中預(yù)埋連接件示意圖；

圖中：1—1k碳纖維斜紋編織布、2—芳綸紙蜂窩、3—長(zhǎng)邊加強(qiáng)筋

4—短邊加強(qiáng)筋、5—圓角加強(qiáng)筋、6—預(yù)埋連接件

7—玻璃模具、8—電池基板預(yù)制件、9—真空袋

10—真空嘴。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明：

本發(fā)明是按照太陽(yáng)能電池基板結(jié)構(gòu)的常規(guī)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行方法指定。

本發(fā)明涉及的相關(guān)技術(shù)有碳纖維鋪敷技術(shù)，蜂窩結(jié)構(gòu)夾層技術(shù)，三明治結(jié)構(gòu)復(fù)合技術(shù)，真空包覆技術(shù)，加強(qiáng)筋梁結(jié)構(gòu)技術(shù)，預(yù)埋連接技術(shù)，加溫、加壓固化方法。

本發(fā)明采用1k碳纖維斜紋編織布1為原料，采用有機(jī)玻璃板為模具，碳纖維預(yù)浸布制作邊條加強(qiáng)筋，采用聚碳酸酯板制作預(yù)埋連接件6，在玻璃模具7內(nèi)放置電池基板預(yù)制件8，當(dāng)玻璃模具7整體抽真空時(shí)，空腔內(nèi)空氣隨真空嘴10排出，隨著樹脂膠膜軟化，熱壓釜通過玻璃模具7提供壓力，提高了太陽(yáng)能電池基板的質(zhì)量，按樹脂膠膜固化程序設(shè)定溫度加熱固化，固化完成后裁切電池基板預(yù)制件，通過環(huán)氧樹脂膠粘接邊條加強(qiáng)筋提高電池基板的剝離強(qiáng)度和抗彎曲強(qiáng)度。

復(fù)合材料超輕太陽(yáng)能電池基板的加強(qiáng)筋如圖3，圖中包括由兩組長(zhǎng)邊加強(qiáng)筋3、兩組短邊加強(qiáng)筋4和四組圓角加強(qiáng)筋5相互連接圍成的矩形邊框。

本發(fā)明的復(fù)合材料超輕太陽(yáng)能電池基板預(yù)埋連接件6如圖6所示，在矩形塊狀結(jié)構(gòu)上對(duì)稱開設(shè)有兩個(gè)通孔，預(yù)埋連接件預(yù)埋連接件布局如圖4所示，將預(yù)埋連接件6與芳綸紙蜂窩2采用樹脂膠膜進(jìn)行粘接預(yù)埋連接件。

圖1中，示出了本發(fā)明設(shè)計(jì)的制作方法的框圖，本發(fā)明關(guān)于復(fù)合材料超輕太陽(yáng)能電池基板的制作方法的步驟如下：

步驟一：根據(jù)復(fù)合材料超輕太陽(yáng)能電池基板的設(shè)計(jì)要求，制作邊條加強(qiáng)筋；

根據(jù)圖3所示的邊條加強(qiáng)筋，設(shè)計(jì)太陽(yáng)能電池基板的邊條加強(qiáng)筋，邊條加強(qiáng)筋采用3k碳纖維預(yù)浸布通過模壓；

步驟二：根據(jù)復(fù)合材料超輕太陽(yáng)能電池基板的鋪層要求，準(zhǔn)備1k碳纖維斜紋編織布1、芳綸紙蜂窩2、環(huán)氧樹脂膠膜；

步驟三：如圖4在芳綸紙蜂窩2相應(yīng)位置預(yù)埋固定預(yù)埋連接件6，預(yù)埋連接件6為聚碳酸酯板通過機(jī)械加工得到；

步驟四：在預(yù)埋完成的芳綸紙蜂窩2上下表面鋪敷環(huán)氧樹脂膠膜，鋪敷溫度控制在23±3攝氏度，鋪敷均勻避免缺膠現(xiàn)象，使其如圖2中所示的三明治結(jié)構(gòu)；

步驟五：按照太陽(yáng)能電池基板鋪層鋪敷主承力層的1k碳纖維斜紋編織布1，鋪敷過程碳纖維編織需大于鋪敷膠膜尺寸10cm左右；

步驟六：在復(fù)合完成的太陽(yáng)能電池基板預(yù)制件表面固定玻璃模具7，如圖5根據(jù)太陽(yáng)能電池基板要求包覆真空袋并抽真空；

步驟七：根據(jù)太陽(yáng)能電池基板環(huán)氧樹脂膠膜的固化要求進(jìn)行加溫、加壓固化；

設(shè)置好高壓釜加熱、加壓固化程序，固化程序?yàn)椋赫婵斩仍?個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的整體，進(jìn)入熱壓罐進(jìn)行固化，①室溫至80攝氏度0.5h，大氣壓0.5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；②80℃至125攝氏度2h，大氣壓升至1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；③125℃保溫、保壓1.5h；

步驟八：固化完成后，根據(jù)碳纖維預(yù)浸布固化要求進(jìn)行降溫處理；

步驟九：根據(jù)太陽(yáng)能電池基板的脫模要求拆除真空裝置，根據(jù)模具的安裝順序拆除玻璃模具，進(jìn)行脫模處理；從高壓釜取出固化完成的模具，冷卻至室溫，將真空袋打開，取下上模具，取出太陽(yáng)能電池基板制件；

步驟十：根據(jù)太陽(yáng)能電池基本的圖紙要求裁切太陽(yáng)能電池基板毛坯，裁切過程要保證電池基板尺寸和切口平整；

步驟十二：在制作完成的邊條加強(qiáng)筋內(nèi)測(cè)涂刷環(huán)氧樹脂膠，粘接邊條加強(qiáng)筋；

步驟十三：根據(jù)環(huán)氧樹脂膠固化條件進(jìn)行加溫固化；

步驟十四：自然冷卻至常溫，取出太陽(yáng)能電池基板；

最后，對(duì)復(fù)合材料超輕太陽(yáng)能電池基板進(jìn)行檢驗(yàn)，完成制作后成品如圖中3所示。

上述實(shí)施例只是為了說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的是在于讓本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡是根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容的實(shí)質(zhì)所作出的等效的變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。