中國粉體網訊  無人機外殼采用碳纖維材料已成為行業主流趨勢之一，主要得益于其輕量化、高強度、耐腐蝕、抗疲勞等優異性能，但當前無人機碳纖維外殼制造面臨碳纖維與基體樹脂之間的界面結合力不夠，導致在受力時容易出現界面脫粘現象，影響外殼的整體力學性能，降低無人機的結構強度和可靠性；基體樹脂韌性不足，使無人機碳纖維外殼在受到沖擊或振動時容易發生脆裂，降低了外殼的抗損傷能力和使用壽命；出現氣泡、孔隙、分層等工藝缺陷，這些缺陷會導致外殼的局部強度降低，影響其整體性能和外觀質量，甚至可能在使用過程中引發安全問題等技術瓶頸。

針對以上背景，近日嘉興翔翌復合材料有限公司申請了“一種無人機碳纖維外殼的制備方法”的新專利，通過碳纖維表面化學鍍覆+聚乙烯醇修飾的“多尺度界面增強”、納米SiO₂/碳管的基體梯度增韌，以及熱壓工藝優化，實現復合材料強韌性、抗疲勞與抗沖擊的協同提升，為輕量化外殼提供新思路。

技術方案

一種無人機碳纖維外殼的制備方法包括以下步驟：

碳纖維表面改性處理：對碳纖維表面使用2–5wt%的堿性溶液進行清洗；利用空氣等離子體在功率50–100W條件下對碳纖維進行活化；在碳纖維表面涂覆質量濃度為0.5–1.5wt%的硅烷偶聯劑溶液進行浸漬。

樹脂基體制備：將80–90wt%的雙酚A型環氧樹脂與5–10wt%的柔性增韌劑、0.5–2wt%的納米SiO2、0.1–0.5wt%的碳納米管填料進行混合，并進行真空脫泡。

碳纖維鋪層：將改性后的碳纖維布按分別按照-45°、0°、45°、90°的角度進行鋪層，鋪層數為3–10層，每一層之間澆注制備的樹脂基體，并使用滾筒壓實以去除氣泡。

真空袋成型：用真空泵將密封模具內的氣體抽至-0.08至-0.1MPa，然后將鋪層后的碳纖維復合材料進行真空密封。

熱壓固化：在熱壓罐中通過設定溫度、壓力和時間的工藝條件對復合材料進行固化。

脫模與后處理：對固化后的材料進行脫模并修整。

技術優勢

界面協同增強效應：通過堿性清洗→等離子活化→硅烷偶聯劑接枝→氧化石墨烯沉積→聚乙烯醇修飾的多級表面改性，纖維表面活性官能團（-OH、-COOH）密度提升60%，結合硅氧鍵與動態氫鍵網絡形成界面協同增強效應。

樹脂增韌：環氧樹脂經CTBN柔性鏈段+納米SiO₂剛性粒子（0.52wt%）與碳納米管協同復合，形成貫穿樹脂的“剛-柔梯度網絡”。

結語

無人機的廣泛應用在各個領域中都展現出潛力，從農業到交通運輸，再到救援和監測，甚至是在影視拍攝和地理勘探中，無人機都大展拳腳。而復合材料的使用則使得無人機能夠在更復雜的環境中穩健飛行，同時減輕總重，提高續航時間，提升現場操作的靈活性。這一新專利的成功申請更加奠定了其廣闊的市場前景。

另一方面，隨著全球環保意識的不斷覺醒與可持續發展理念的深入人心，各行業對于材料的性能與環保屬性提出了更高要求。在無人機制造領域，碳纖維材料憑借其輕質高強的顯著優勢脫穎而出，契合了節能減排與提升產品性能的雙重需求，正逐步占據市場主導地位，成為行業發展的新方向。此次新專利所展現的前沿技術，正是這一趨勢的有力印證，在技術迭代與市場需求的共同驅動下，傳統材料的局限性日益凸顯，而以碳纖維為代表的新興材料憑借其卓越性能，正加速替代傳統材料，重塑無人機制造行業格局，引領產業邁向高質量發展的新階段。

參考來源:

劉博.一種無人機碳纖維外殼的制備方法

翔翌復合材料、大疆無人機官網

(中國粉體網編輯整理/月明)

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