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无与伦比的新材料——碳纤维无人机外壳

所属分类:行业动态 | 浏览次数:0 | 发布日期:2017-04-06 16:30:06

         无人机作为一种高科技产物,可以航拍、图像传输、地理勘测、植保浇灌、测绘等,如今的使用范围很广,在多个领域都有涉及。它的工作原理和飞机一样,质轻高强才能更好工作,新兴材料碳纤维的优异特性,让它成为制造无人机的材料。

  无人机的制造材料非常多样,早期的无人机制造材料多为铝合金,还有小部分钛合金、钢材等。金属材料的强度高,但重量重,比强度、比刚度普遍较低,导致无人机的有效载荷系数小,并且容易反射雷达信号形成二次波段,如果在军事方面使用的话非常不利。碳纤维材料正好能弥补这些缺点,它比强度高、电磁屏蔽效果好。

        碳纤维材料质轻而高强,物理化学性能都非常好,如今的航拍机、植保机、模型玩具飞机等飞行器都偏向于使用这种高新材料,深受人们欢迎。性能方面:和金属相比,铝合金的重量算是低的,根据加入合金元素的不同而不同,密度一般在2.2~2.8g/cm^3左右,抗拉强度在300MPa左右,弹性率及刚性较低。铝本身是很容易受腐蚀的材料,但铝合金的抗腐蚀性能很好,它在空气中能形成一层氧化膜,阻止腐蚀的进一步发生。碳纤维复合材料的密度只有1.6g/cm^3,强度比钢材还要高,且抗震、耐高温、耐低温、热膨胀系数低,和铝合金相比更胜一筹。

  碳纤维管的成型工艺多样,可以使用缠绕、模压、拉挤以及热压罐成型。和铝合金材料相比,它一体成型方便,可减少零配件的使用,简化结构,减轻重量。

  碳纤维的价格要比铝合金高,不过随着经济的发展,它的价格逐渐趋于平民化。而且使用轻质的碳纤维材料,能减少无人机的能源消耗,对环境保护也有重要意义,从长远角度看,经济效益显著。

  大多数金属的疲劳极限是其抗拉强度的30%~50%,而碳纤维复合材料的疲劳极限可达到抗拉强度的70%~80%,在使用过程中减少突发性事故,安全性高,寿命长。现在的无人机都倾向于使用碳纤维材料。


         无人机行业在近几年发展迅速,各品牌无人机相继出现,而且在不断更新换代。无人机外形结构及材料是无人机产品设计中的重要环节。为了保证无人机的承载能力和延长续航能力,其外壳结构需刚度大、重量轻。目前无人机外壳件一般采用工程塑料,但逐渐被碳纤维复合材料替代。碳纤维复合材料重量轻、比刚度大、强度高,可以一体制作出各种外形结构。是目前应用无人机外壳最优材料,而且不可替代。
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