【原创】玻璃纤维复合材料性能强悍,完美适配低空经济
中国粉体网 2025/3/31 16:58:26 点击 459 次
导读玻璃纤维复合材料:制造工艺及低空领域应用

中国粉体网讯  玻璃纤维是一种由许多极细的玻璃纤维组成的材料。它是通过迫使熔融玻璃通过筛子制成的,筛子将其旋转成线,然后组合形成玻璃纤维。


玻璃纤维复合材料是一种增强塑料材料,由嵌入树脂基体中的玻璃纤维组成。玻璃纤维复合材料具有优异的比强度,重量轻但机械性能接近金属;不锈不蚀,可长期耐受酸碱、潮湿和盐雾环境,使用寿命长于传统金属材料;可通过调整纤维铺层和树脂类型优化性能,并加工成复杂形状;不导电且透电磁波,适用于电气设备、雷达罩等特殊功能部件;比起碳纤维等高端复合材料,玻璃纤维价格更低,是经济型高性能材料的选择。


玻璃纤维复合材料的制造工艺


玻璃纤维复合材料的制造过程错综复杂,主要涉及以下几个关键步骤。


玻璃纤维绞线的制作


将硅砂、石灰石和各种化学添加剂等原材料在高温下熔化在一起,形成熔融玻璃,然后,使熔融玻璃通过细喷嘴挤出,形成细细的玻璃纤维。


用树脂浸渍纤维


玻璃纤维条准备好后,用树脂混合物浸渍它们。树脂充当粘合剂,为复合材料提供其形状和附加特性,如耐化学性和强度,使用的树脂类型可能会有所不同,常见的选择是聚酯、环氧树脂或乙烯基酯,每种树脂都为最终产品提供不同的特性。


成型


在这个阶段,树脂浸渍的纤维被模塑成所需的形状。可以通过各种技术来实现,例如手动铺层,将纤维手动放入模具中,或通过更自动化的工艺,如拉挤成型或细丝缠绕。方法的选择取决于设计的复杂程度和最终产品所需的强度。


固化和整理


模制材料在加热和压力下硬化并凝固树脂,从而固化复合结构,固化后,玻璃纤维复合材料可以进行各种精加工工艺,包括修整、喷漆或抛光,以满足特定的美学或功能要求。


以上每一个步骤在玻璃纤维复合材料的制造中都至关重要,可确保材料在汽车零件到航空航天部件等各种应用中的高性能。


玻璃纤维复合材料应用于低空经济


无人机领域的广泛应用


机身与结构部件:玻璃纤维增强塑料(GFRP)因其轻量化和高强度的特点,被广泛应用于无人机的机身、机翼和尾翼等关键结构部件。例如,RQ-4“全球鹰”无人机的雷达罩和整流罩就采用了玻璃纤维复合材料,以确保信号传输的清晰性。


RQ-4“全球鹰”


桨叶材料:在无人机螺旋桨制造中,玻璃纤维与尼龙等材料结合使用,以提高刚性和耐久性。


玻纤尼龙螺旋桨叶 来源:乾丰模型


功能优化:玻璃纤维还可用于电磁屏蔽和红外线穿透材料,提升无人机的通信和探测能力。


电动垂直起降飞行器(eVTOL)的重要材料


机身框架与机翼:eVTOL飞行器对轻量化要求极高,玻璃纤维增强复合材料常与碳纤维结合使用,以优化机身结构并降低成本。


功能部件:玻璃纤维在eVTOL的航空电子器件(如射频功率放大器)中也有应用,其耐高温和绝缘性能使其成为理想选择。


玻璃纤维作为低空经济中的战略基础材料,在无人机、eVTOL等领域具有广阔的应用前景。随着政策支持和技术进步,其市场需求将持续增长,成为推动低空经济发展的重要力量。


参考来源:

郭伟.玻璃纤维复合材料薄壁结构高频超声检测及信号处理技术研究

天风证券、东吴证券

斯坦德集团、乾丰模型


(中国粉体网编辑整理/月明)

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