模型飞机制造工艺(6)——材料篇(下).pdf

三、泡沫塑料 制造模型飞机用的泡沫塑料有： 聚 苯乙烯泡沫塑料 ( E P S ) 、耐冲击的聚 丙烯泡沫塑料 ( E P P) 、 聚氯乙烯 ( P VC) 泡沫塑料，以及可以制作机轮的聚氨酯 弹性体泡沫塑料 1 ．E P S聚苯乙烯泡沫塑料 分为可发性聚苯乙烯泡沫塑料和乳 液聚苯乙烯泡沫塑料两类制造方法有 模压发泡和挤出发泡两种 可发性聚苯乙烯泡沫塑料以可发性 聚苯乙烯泡沫珠粒为原料，珠粒大小不 一 ，直径 范 围为 0 ． 2～ 3 ram根 据 制 品的不 同，采 用的珠粒也不 同 ，一般小 件制品用直径 0 ． 4～ 0 ． 7 ram 的珠粒 可发性聚苯乙烯泡沫珠粒通过挤出 发泡成型 工艺 ，可以生产低密 度聚苯乙 烯泡沫塑料片材，如： 制作模型飞机用 的吹塑纸 和 KT板 的泡沫 塑料芯材 模压发泡成型是可发性聚苯乙烯泡 沫塑料 的主要 制造 方法 ， 其工艺过程为 ： 将熟化的预发泡聚苯乙烯颗粒填满模具 型腔 ； 通过蒸汽、热气、传导式加热、 高频加热等方法使颗粒软化 ； 泡孔中发 泡 剂气体和加热介 质的渗入使其进一 步 膨胀 ，直至在模具里填满全部型腔并熔 结为一体；经冷却定型后，开模取出。

泡沫塑料模型飞机大部分采用蒸汽模压 工艺，小批量生产也有采用水煮铝合金 薄壳模具的传导式加热发泡工艺 专业制作泡沫塑料模型飞机的工 厂，从十几年前的家庭作坊式到现在的 机械化生产式 ，技术、工艺不断改进创 新，各种材质的泡沫塑料被应用到各种 类型的模型飞机产品中，从外观、表面 光洁度和硬度、整体结构强度都取得了 飞跃发展，为爱好者提供了品种多样、 质优价廉的泡沫塑料模型飞机图 l 0 为一款精美的聚苯乙烯泡沫塑料模型 飞机 利用泡沫塑料板材，航模爱好者可 以自行设计、制作模型飞机，只需经过 电热切割、 蒙膜、 组装等工艺， 省工省钱 2 ．E P P聚丙烯泡 沫塑料 一种性能优良的高结晶型聚合物 ／ 气体复合材料 ，也是目前增长最快的新 型 、抗压 、缓冲 、隔热材料E P P制 品 具有十分优异的抗震性能，形变后恢复 率高， 而且具有很好的耐热、耐化学品、 耐油和隔热性质量轻，可大幅减轻产 品的重量E P P还是一种环保材料，不 仅可回收再利用，还能自然降解，不会 造成白色污染它既适合做包括食品在 内的各种环保包装材料 ，也适用于汽车 内装饰、隔热、建筑、五金等行业。

由于聚丙烯 塑料 材料具 有抗冲击性 能好、变形后能复原、重量轻等特点， 因此用 E P P片材、E P P发泡成型工艺 制作和生产的模型飞机品种繁多，特别 是该类模型飞机不怕摔 ，因此深受爱好 者的欢迎图 1 1 是用 E P P泡沫塑料制 成的一款遥控特技模型飞机 四、金属材料 1 ．钢丝 制作模型飞机的起落架 、 舵机连杆 、 机构上的弹簧和挂钩、螺旋桨轴都需用 钢丝钢琴钢丝、乐器钢丝和弹簧钢丝 是制作上述零件的最好材料，医用牙科 不锈钢钢丝也可制作弹性要求不高的零 件除弹簧外，钢丝在大多数情况下不 需再做热处理； 弯曲钢丝的最小曲率半 径应是其直径的两倍钢丝折弯次数过 多会出现 裂痕 ，容易折 断 钢材的淬火和回火： 把钢加热到约 8 0 0 ~C，然后放入油中或水中使之冷却， 即为淬火淬火后 ，钢的硬度虽能增 大 2～3倍，却变脆了，为使钢增加韧 性就 要进行 回火 方法是再将 钢加 热到 2 2 0～3 0 0 ℃，然后放入水或油 中迅速 冷却这样，钢的硬度会稍减小，韧性 却可提高 弹簧和钢丝淬火的简易办法是： 用 浸过机油的棉纱，缠裹住钢丝或弹簧； 用火点着棉纱，当火即将燃尽时，浇水 冷却 即可 。

2 ．硬铝 属于铝镁系铝合金，呈银白色，密 度约为 2 ． 8 g ／ m硬铝可塑性很高 ，可 4 2 2 0 0 9．0 2 Mo d e l Ai r p l a n e 锻造、冲压和硬化加工处理，并且很容 易进行钻、车、铣等机械加工 用硬铝制作的模型飞机零件，既轻 又有一定的强度，如起落架、整流罩、 固定和连接件、发动机和电机的零件等 硬铝表面经过阳极化处理后，不仅光亮 美观也增加了硬度模型飞机零配件一 般使用的硬铝型号为 L Y1 2 c z 硬铝有板 材、棒材、管材和型材用硬铝板材制 作起落架等零件时必须进行退火软化 硬铝退火后能够永久保持弹性具 体工艺是 ： 将硬铝加热到 3 5 0 ℃，并保 持这一温度一段时间； 然后放入水中或 空气中冷却退火后硬铝变软，可以弯 曲、冲压 大致判断退火温度的方法之一 ： 把 木条放在加热的硬铝表面上 ，若已达退 火 温度 ，木条将 开始烧成炭 ，并在 硬铝 表 面 留下黑迹 办法之二 ： 在 硬铝表 面 薄薄涂上一层矿物油后逐渐加热 ； 当温 度接近 3 0 0 ℃时 ，油开始 发黑 ； 继续加 热， 当达到退火温度时， 油会渐渐消失。

退火后的硬铝，几天后会恢复原来的 弹性 制作起落架等零件时，要在硬铝板 弯折处 进行 局部退 火 ，以使 硬铝变 软 弯折 时 ，半 径 要尽 量 大些 ； 动 作要 慢 、 逐步弯到位若需用锤子敲，则要垫木 块以防敲伤硬铝表面 ，并且用手按住铝 板尽量不要使其反弹如果动作过快、 过猛，在折弯处就容易出现裂纹而使材 料报废 3 ．黄铜 在 模型上主要用来车 制轴套等小零 件 黄 铜加 热到 5 0 0 ℃以 上后 ，在 空气 中冷却即可退火，变软 ，易弯、易冲 用黄铜片制作较深的零件或模具时，为 避免产生裂痕 ， 要边 冲压、边退火 多次 五 纸张 1 ．白棉纸 以南方山区特有的构树皮、 纱树皮、 野生植物皮、植物胶等为原料，生产工 艺完全沿用古代手 工作坊的 2 1 道工序 白绵纸纤维长，韧性高，吸水、透气性 好 ； 纸 质洁 白、细韧 柔软 、拉 力强 韧 ； 无毒、环保、耐用； 细嫩、防虫蛀； 清香、 不易变色，保存年代久 ； 是历代书画等 主要用纸 ， 也是各类茶叶、药材、食品、 工艺品等包装用纸以及灯笼、伞业、灯 罩、纸扇、风筝等多种行业用纸 白绵纸 目前有手工和机械加工两种 生产方式。

其生 产工艺之 一是 ： 将构树 皮用水 浸泡软化 ； 入碱液池蒸煮、漂洗去杂质； 浸入漂 白池漂 白 ； 机 械打浆 后 ，再加入 聚丙烯酰胺搅拌均匀； 最后用有弹性的 悬挂筛网捞取成纸 在模型飞机上，白棉纸主要用作竞 时模型飞机和轻小型模型飞机的蒙皮 用棉纸蒙好模型后，再涂刷数遍硝基涂 布油，以保证气密性和强紧度，是一种 即轻又比较结实的蒙皮方法 2 ．无纺布 根据用途的不同，无纺布可选用不 同的原料纤维制造无纺布的天然纤维 有： 棉纤维、麻纤维、羊毛； 再生纤维 有 ： 粘胶纤维 ； 合成纤维有 ： 涤纶 、锦纶 、 晴纶 、丙 纶、维纶 、聚氯 乙烯 ； 矿物纤 维有： 石棉纤维； 无机纤维有： 金属纤维、 碳素纤维和玻璃纤维 用途 ： 工业上用于包装、装饰、建筑 防水、电气绝缘、吸油毡等； 服装上用作 衬布、 垫料、合成革、喷胶棉、 太空棉等 模型飞机和风 筝应 选用棉纤维和化 学纤维生产的薄无纺布无纺布强度比 棉纸大， 但重量稍重， 收缩率也不如棉纸 3 ．特种纸 纸飞机应选用不 合或极少含填料的 纯木浆纸卡片纸、铜板纸等含较多的 滑石粉或 其他填料 ，质量大 ，潮湿情况 下容易变形，会影响飞行性能。

含少量胶合剂 的纯 木浆纸 ，表面稍 为粗糙 不光滑 ，但坚韧 、有弹性 、不 易变形 、重量轻 ，适于制作纸 飞机根 据纸飞机的大小，选择合适厚度 ( 密度 1 2 0 g ／ m 左右 )的纯木浆纸纯木浆纸 属于特种纸，一般的特种纸商店有售， 大部分为进 口纸张 六 纺织品和橡胶 1 ．纺织 品 丝绢、尼龙纱等纺织品用于制作强 度要求高的大模型飞机的蒙皮伞翼机 的伞翼一般采用有涂层的尼龙绸或降落 伞用的格子绸 2 ．橡胶 橡筋动力模型飞机的动 专用的橡胶条，其弹性可达 飞行时先将橡筋束拉长 ，然J 转 上劲 ，使橡筋束积 累势能 放过程中，为减少橡筋束之f 的摩擦阻力，橡筋束的表面 纹痕迹 ，用以存 留润滑剂 橡胶圈用以捆绑模型机 耐油橡胶海棉可制作机轮、 橡胶管用来做油管等 七、热缩薄膜 采用双向拉伸和热熔胶i 产的双向热收缩聚酯薄膜， 易破损、色彩丰富、规格齐 无毒、无味，使用便捷这j 在 9 0～ l l 0 ℃时开始收缩， 5 0 ％左右德国、英国生产f 缩聚酯薄膜产品质量较好、 但价格较高 ( 图 1 2 ) 近几 行生产的双向热收缩聚酯薄f 有了提高且价格相对较低。

双向热收缩聚酯薄膜在{ 皮上的应用给蒙皮工序带来 变化 过去蒙纸 、蒙绢 、 刷 汾 喷漆美化等工序，费工费时、 污染环境； 使用热缩薄膜后 ， 快捷 方便 ，且色彩艳丽 、不 易擦洗 2 0 0 9 ．0 2 Mo d eI A 八．复合材料 复合材料包括基体和增强材料基 体 ： 如玻璃钢中的树脂； 增强材料： 如玻 璃钢中的玻璃纤维 ( 一)复合材料的基体 复合材料按基体材料不同分三大 类： ( 1 ) 聚合物基 ( 树脂基) 复合材料 ； ( 2 ) 金属基复合材料 ； ( 3 )无机非金属基 ( 如 陶瓷)复合材料模型飞机上主要使用 纤维增强材料的树脂基复合材料 树脂基复合材料的优点： 比金属质 量轻、强度高玻璃钢的比强度可达钢 材的 4倍； 碳纤维增强环氧树脂基复合 材料的 比强度可达钛的 4 ． 9倍另外树 脂基复合材料耐腐蚀、电性能好、热导 率低、膨胀系数小、成型工艺优越因 此这 些材 料广泛 应用 于航 空和航 模 中 纤维增强材料 的抗疲劳能 力、抗 声振 和 减振性能好 树脂基复合材料的缺点： 表面硬度 低、易划痕、耐磨性差、可燃；冲击、 剪切 强度低 ； 受力过程中可产生分层； 耐热性比金属低，一般玻璃钢耐热温度 在 6 0 ~C～ 1 0 0 ~C以下，高性能树脂基复 合材料耐热在 2 5 0 ~ C以下。

复合材料 的成型 工艺有 ： 手 糊成型 工艺、喷射成型工艺、模压成型工艺、 缠绕成型工艺、拉挤成型工艺等目 前除喷射成型工艺外，其他工艺在模 型飞机的不同部位上都 有应用 ，较常 用的是手糊成型工艺 ( 制作工艺篇中 详细介绍 ) ( 二)复合材料的增强材料 1 ．短纤维增强塑料 在热固性或热缩性塑料的基体中， 均匀分散着长度不超过 1 0～ 1 5 ram的 纤维复合材料 ，如玻璃纤维和碳纤维的 短纤维短纤维增强塑料提高了尺寸稳 定性、强度、韧性、耐热性和耐环境性 用短纤维增强塑料制作的螺旋桨、发动 机架等零件 ，强度高、不易变形、不易 断裂 、使用安全 2 ．玻璃纤维和碳纤维： ( 1 )玻璃纤维： 从含有熔融玻璃的 熔炉中抽出玻璃细丝，制成束状； 再添 加润滑剂、上浆剂和偶联剂进行表面处 理后制成玻璃纤维为非结晶型无机纤 维 ，不 燃烧 、伸长 率和 线膨 胀 系数 小 ， 耐酸、耐碱、耐高温缺点是不耐磨、 易折断、易受机械损伤，长时间放置强 44 2 0 0 9 0 2 Mo d e l Air pla n e 度稍有下降 按玻璃纤维的成分可分为： 有碱、中碱、无碱、空心等十余种。

玻 璃纤维制品有纱、布、毡等玻璃纤维 织物有平纹、斜纹和缎纹的玻璃布等 表面席和表面绢： 表面席是用聚苯 乙烯作粘接剂将纤维粘结而成，厚度很 薄约为 0 ． 3 7 5—0 ． 7 5 ram，用于覆盖增 强塑料的表面，增加光滑度； 表面绢的 树脂与纤维粘结力比表面席大，厚度更 薄，约为 0 ． 3～0 ． 3 7 5 mm，用于玻璃 钢制品的表面覆层 超 细 玻 璃纤 维 布 。