Piezas de fibra de carbono personalizadas para UAV se refiere a diversas piezas de los vehículos aéreos no tripulados fabricadas con materiales compuestos de fibra de carbono, como el chasis, las alas, los rotores, los puntales de cola, etc. Las piezas de fibra de carbono de los vehículos aéreos no tripulados se utilizan ampliamente en el chasis, las alas y los rotores, los puntales de cola, etc.

Piezas de fibra de carbono para UAV

Los UAV son vehículos aéreos no tripulados que utilizan la aerodinámica como fuente de sustentación, denominados vehículos aéreos no tripulados. Desarrollados originalmente para aplicaciones militares, más tarde se ampliaron a usos comerciales, logísticos, de entretenimiento y agrícolas. Según sus usos, los UAV pueden dividirse en civiles y militares. Entre ellos, los UAV civiles pueden dividirse en UAV industriales y UAV de consumo. Los vehículos aéreos no tripulados de consumo se utilizan generalmente para fines cotidianos, como el entretenimiento y la fotografía aérea, mientras que los vehículos aéreos no tripulados industriales son ampliamente utilizados en la agricultura, la logística, la topografía y la cartografía, etc. Los UAV militares se utilizan principalmente para misiones de reconocimiento, vigilancia y combate.

Hay muchos tipos de piezas de UAV, entre las que se incluyen motores, control electrónico de velocidad, sensores, cámaras, antenas, chips de control principal, baterías, radares, giroscopios, cámaras, motores, reguladores eléctricos, receptores de control remoto, etc. La fabricación de estas piezas implica mecanizado de precisión, ciencia de materiales, tecnología de la información electrónica y otros campos, y tiene unos requisitos extremadamente altos de nivel técnico y capacidad de producción.

En la actualidad, países de todo el mundo utilizan una gran cantidad de materiales de fibra de carbono en la producción y fabricación de drones. El uso de materiales de fibra de carbono representa el 60%-80% de la estructura de los drones. En la producción y fabricación de drones, intervienen los bastidores del fuselaje, las pieles, las alas y las alas de cola, el tren de aterrizaje, los rotores y las hélices.

La revolución de los drones ligeros, resistentes y con ocultación electromagnética

La densidad de los materiales metálicos tradicionales de acero es de 7,8 g/cm³, la densidad de los plásticos de ingeniería es de 2,2 g/cm³, y la densidad de los materiales de fibra de carbono es de 1,6 g/cm³, lo que puede reducir bien el consumo de energía de los drones, mejorar la resistencia, y escoltar para el trabajo a largo plazo.

Alta resistencia y buena capacidad de carga

Los materiales compuestos de fibra de carbono son mejores que los plásticos técnicos en cuanto a ligereza, y su resistencia es mucho mayor que la de los plásticos técnicos. La resistencia a la tracción de la fibra de carbono puede alcanzar los 3600 MPa. Puede mejorar el rendimiento de soporte de carga, llevar más instrumentos y equipos, y la estabilidad estructural general también se mejora, y puede garantizar una buena estabilidad incluso cuando golpea un obstáculo.

Ocultación electromagnética

Los materiales compuestos de fibra de carbono pueden tener propiedades electromagnéticas especiales. La adición de materiales de fibra y partículas inorgánicas con propiedades de absorción y transmisión de ondas a la fibra de carbono, o la pulverización de revestimientos furtivos en su superficie, puede reducir las características de radar, infrarrojos, optoelectrónica y otras características de observación del dron, y mejorar la capacidad de supervivencia y la eficacia de combate de los drones militares. Además, al optimizar el diseño de la estructura del cuerpo del dron, implantando en el cuerpo diversas estructuras compuestas de forma especial que absorben y transmiten ondas, o alisando la superficie del cuerpo y diversas juntas, se reduce el valor de la sección transversal del radar y se mejora la ocultación electromagnética de los drones militares.

Resistencia a la corrosión ácida y alcalina, larga vida útil

Los materiales compuestos de fibra de carbono más utilizados están hechos de fibra de carbono y resina epoxi. A diferencia de los materiales metálicos, los materiales compuestos de fibra de carbono no reaccionan químicamente con sustancias como ácidos, álcalis y sales. En entornos extremos como la exposición al sol, nublado y lluvioso, la vida útil del dron también mejorará considerablemente.

① Armazón del fuselaje

Las características de alta resistencia específica y rigidez específica de los materiales compuestos de fibra de carbono no sólo pueden garantizar la resistencia estructural del fuselaje, sino también reducir en gran medida su peso, lo que es crucial para mejorar la resistencia y las prestaciones de vuelo de los drones. Si se combina con la tecnología de moldeado integrado, puede simplificar el proceso de fabricación de drones, mejorar la estabilidad estructural general y aumentar la capacidad de carga.

Piel

El revestimiento del dron no sólo protege el equipo interno, sino que también tiene un impacto importante en el rendimiento aerodinámico del dron. El revestimiento fabricado con materiales compuestos de fibra de carbono tiene una superficie lisa, una forma precisa y una buena simetría, lo que puede reducir la resistencia al aire y mejorar la velocidad de vuelo y la eficiencia del dron. Al mismo tiempo, el revestimiento de fibra de carbono también tiene una buena resistencia a la fatiga y durabilidad, y puede adaptarse a misiones de vuelo a largo plazo.

③ Alas

Las alas y la cola son componentes clave para que los drones generen sustentación y controlen la actitud de vuelo, y los requisitos de rendimiento de los materiales son muy elevados. Las características de alta resistencia y ligereza de los materiales compuestos de fibra de carbono pueden proporcionar suficiente sustentación y un buen rendimiento de control para las alas y la cola. Además, las propiedades anisótropas de la fibra de carbono pueden satisfacer los requisitos de rendimiento mecánico de las alas y la cola en diferentes direcciones mediante un diseño razonable de las capas, y mejorar la estabilidad de vuelo y la maniobrabilidad del dron.

④ Tren de aterrizaje

El tren de aterrizaje es un componente clave del dron a la hora de aterrizar y debe soportar enormes cargas de impacto. Los materiales compuestos de fibra de carbono no solo reducen el peso gracias a un diseño estructural razonable, como el uso de una estructura sándwich de nido de abeja, sino que también mejoran la absorción de energía y la capacidad de absorción de impactos, lo que puede proteger la seguridad de los drones al aterrizar.

⑤ Rotores y hélices

Para los drones multirrotor, los rotores y las hélices son cruciales. Los materiales compuestos de fibra de carbono pueden producir rotores y hélices ligeros y resistentes optimizando la fórmula del material y el proceso de moldeado, reduciendo la resistencia al aire y mejorando la eficiencia de elevación. Al mismo tiempo, el rendimiento antifatiga de los materiales compuestos de fibra de carbono también garantiza la estabilidad y fiabilidad de los drones durante el vuelo a largo plazo.

⑥ Caja de la batería y depósito de combustible.

Los materiales de fibra de carbono también se utilizan habitualmente para fabricar componentes como cajas de baterías y depósitos de combustible. Gracias a su ligereza, alta resistencia y resistencia a la corrosión, ayudan a reducir el peso total de los drones y garantizan el funcionamiento estable de estos componentes clave en entornos adversos.

Conectores

Los distintos componentes de los drones de ala fija deben conectarse mediante conectores. Los materiales compuestos de fibra de carbono tienen excelentes propiedades de conexión y pueden conectarse firmemente a otros componentes mediante diversos métodos de conexión (como atornillado, remachado, etc.) para garantizar la estabilidad estructural general del dron.

Los principales materiales de fibra de carbono utilizados en la producción de drones son los tejidos de fibra de carbono y los preimpregnados. Los tejidos de fibra de carbono, como material básico para las piezas estructurales de los drones, son conocidos por su alta resistencia, bajo peso, resistencia a la corrosión y excelente estabilidad térmica. En el proceso de fabricación de drones, los tejidos de fibra de carbono se utilizan a menudo para fabricar alas, armazones de fuselaje y otros componentes de carga clave. Este material no sólo puede reducir eficazmente el peso total del dron y mejorar la eficiencia del vuelo, sino también mantener la estabilidad estructural y la durabilidad en entornos extremos. Mediante procesos precisos de corte y cosido, los tejidos de fibra de carbono pueden procesarse en varias formas y tamaños para satisfacer las diversas necesidades del diseño de drones. El preimpregnado de fibra de carbono es otro material compuesto importante en la fabricación de drones. El preimpregnado se obtiene impregnando el tejido de fibra de carbono con un tipo específico de matriz de resina en condiciones estrictamente controladas. Tras el curado, este material puede formar una pieza estructural con alta resistencia, alto módulo y buena resistencia a la fatiga. En el proceso de producción de drones, el preimpregnado de fibra de carbono se utiliza a menudo para fabricar piezas estructurales complejas, como trenes de aterrizaje, soportes de motor y compartimentos de baterías. Mediante procesos como el moldeo por compresión y el curado en autoclave, el preimpregnado de fibra de carbono puede procesarse con precisión para darle la forma deseada, proporcionando un soporte estructural resistente y ligero a los drones.

Utilizando la tecnología de procesamiento inteligente del centro de mecanizado de cinco ejes, esta tecnología puede garantizar el tamaño exacto de cada componente y asegurar la precisión y el rendimiento del ensamblaje de drones. Aumenta la plasticidad y mejora el rendimiento, y se utiliza cada vez más en el campo de los vuelos a baja altitud.