復(fù)合材料DLG模型的結(jié)構(gòu)材料

周笑坤

DLG模型多采用類(lèi)似投擲鐵餅的發(fā)射方式，且發(fā)射速度較快，因此模型本身必須具備足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。而要達(dá)到這一目標(biāo)，除了進(jìn)行合理的氣動(dòng)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還得選取合適的制作材料。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，DLG模型的性能得到了極大提高，人們對(duì)DLG模型制作技藝的認(rèn)識(shí)也有了一定的變化。本期將結(jié)合DLG制作中常用的材料，做—些梳理。

早期采用輕木框架和外蒙熱縮膜結(jié)構(gòu)的DLG模型

目前DLG模型的機(jī)體結(jié)構(gòu)主要分3類(lèi)。第一種是輕木框架和外蒙熱縮膜。這樣做出來(lái)的模型，機(jī)翼翼型的一致性稍差，木結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度也有限，無(wú)法滿足暴力發(fā)射的要求。盡管如此，但因價(jià)錢(qián)便宜，所以有一定比例的入門(mén)級(jí)DLG模型，采用了輕木框架和外蒙熱縮膜的形式。第二種是用輕木框架夾玻璃鋼，或用復(fù)合材料制成的D-box結(jié)構(gòu)。這種模型的機(jī)翼翼型準(zhǔn)確，但在損壞后難以復(fù)原。第三種是在切削好的泡沫芯外蒙玻璃布、碳纖維布等復(fù)合材料。這類(lèi)模型的的特點(diǎn)是重量輕、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、修理難度小。而由于出手時(shí)模型機(jī)體受力非常大，手?jǐn)S類(lèi)模型又必須盡量輕，因此雖然制作工藝復(fù)雜、成本較高，但第三種結(jié)構(gòu)依然成為高性能DLG模型的首選。

用復(fù)合材料制成的D-box結(jié)構(gòu)DLG模型

泡沫芯外蒙復(fù)合材料的DLG模型重量輕、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高。

按照制作材料的不同，復(fù)合材料DLG模型大體可分為玻璃纖維機(jī)和碳纖維機(jī)。其中玻璃纖維機(jī)較輕木機(jī)，盡管飛行性能有了較大提升，卻仍無(wú)法滿足高手暴力發(fā)射的要求。所以在高水平DLG競(jìng)賽中，已經(jīng)難覓玻璃纖維材質(zhì)模型的蹤跡，運(yùn)動(dòng)員更愿意使用碳纖維機(jī)。

根據(jù)編織方式的差異，可以把制作DLG模型的碳纖維材料大致分為CW碳布和LV碳布。其中CW碳布均為進(jìn)口產(chǎn)品，LV碳布既有國(guó)產(chǎn)的也有進(jìn)口的。但因國(guó)產(chǎn)型號(hào)的定型絲不足，用起來(lái)比較麻煩，所以在復(fù)雜曲面的部位，必須使用進(jìn)口LV碳布。除了上述兩種編織方式，DLG模型上還可能用Sumara碳布以及CL碳布。不過(guò)它們的存貨量很少，市面上罕見(jiàn)，在一些資深玩家收藏的DLG模型上，才能看到這兩種碳布的身影。

在購(gòu)買(mǎi)時(shí)還會(huì)發(fā)現(xiàn)，碳纖維布有不同的K數(shù)：1K、3K、6K、12K……表示碳纖維布的規(guī)格。碳纖維布是由一束束碳纖維絲織造而成，1K代表材料中一束纖維絲里包含了1000根絲，同理3K代表著一束里包含了3000根絲。絲束的數(shù)量并非越多越好，如部分廠家在生產(chǎn)中為了降低成本，使用的大絲束碳纖維絲不僅手感差、硬度大，而且厚、密實(shí)，與膠的浸漬性差。與前者相較，小絲束碳纖維的工藝控制更嚴(yán)格，碳化設(shè)備造價(jià)也高。在實(shí)際使用中，相同重量的1K碳纖維布，其強(qiáng)度明顯大于3K規(guī)格的。

CW碳布均為進(jìn)口產(chǎn)品

LV碳布既有國(guó)產(chǎn)的又有進(jìn)口的

碳纖維發(fā)熱電纜中高質(zhì)量碳纖維絲

常用于制作復(fù)合材料DLG模型的3K碳纖維布

一架全碳纖維DLG模型，它的各個(gè)部位適用不同密度的材料：機(jī)翼多用20-80g/m2的碳布;機(jī)身需要60-200g/m2的數(shù)層碳布，經(jīng)拼接而成;機(jī)頭得考慮碳纖維對(duì)無(wú)線電信號(hào)的遮擋，可用凱夫拉加玻璃纖維布，或是玄武巖纖維;尾組則多使用16-38g/m2的碳布，以滿足現(xiàn)代DLG模型對(duì)尾組的輕量化要求。

利用數(shù)層碳纖維布拼接而成的DLG模型機(jī)身

為避免碳纖維對(duì)無(wú)線信號(hào)的遮擋，機(jī)頭可用凱夫拉加玻璃纖維布。

玄武巖纖維外觀與碳布類(lèi)似，但強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及。

由上面的介紹可以看出，模型機(jī)身部位碳布的使用較為復(fù)雜。在本系列文章第三期，曾重點(diǎn)介紹過(guò)DIY機(jī)身的方法，其中就提到用10余塊不同規(guī)格的碳布多層拼接。挑選材料時(shí)，盡量選取密度合適、1K或3K的LV碳布。而具體操作時(shí)，則要根據(jù)機(jī)身的特殊要求變換碳布的搭配方式。

現(xiàn)代DLG模型對(duì)尾組有輕量化的要求，即必須將其重量控制在13g以下。為了達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)，多使用CW碳布制作。那么問(wèn)題來(lái)了，CW碳布都是進(jìn)口產(chǎn)品，不易購(gòu)買(mǎi)，輕量級(jí)碳布的采購(gòu)更是困難。為了解決這個(gè)問(wèn)題，筆者摸索出一套利用展寬絲自行編織類(lèi)似CW碳布產(chǎn)品的方法。

自行編織CW碳布的原材料一一輕量碳纖維展寬定型絲

用雙面膠帶在XPS板上框出所需碳布的尺寸

沿與第一層碳絲成90°的方向，繼續(xù)鋪設(shè)第二層碳絲。

膠干后去除碳布毛刺，就可得到一塊輕量級(jí)類(lèi)CW碳布。

DIY碳布的原材料，是國(guó)內(nèi)可以買(mǎi)到的輕量碳纖維展寬定型絲。首先購(gòu)買(mǎi)一批不同密度的碳纖維展寬絲，并根據(jù)預(yù)編織碳布的重量，選擇相應(yīng)的碳絲。例如打算制成80g/m2的碳布，就用40g/m2的碳絲。編織碳布需要一個(gè)工作平面。可取一塊XPS板，用雙面膠帶框出所需碳布的尺寸。如果想大量制作同尺寸碳布，也可專(zhuān)門(mén)制作一個(gè)限位框，用雙面膠帶粘在工作板上。

制作時(shí)先撕去碳纖維展寬定型絲的基紙（如果有的話），然后將碳絲逐根拉緊，按照同一個(gè)方向固定在平面上，注意不要重疊或者留間隙。在雙面膠框定區(qū)域內(nèi)鋪滿一層碳絲后，均勻地噴上77膠。接著用同樣的方法，沿與該層碳絲成90°的方向，繼續(xù)鋪設(shè)第二層碳絲。鋪滿后噴膠固定，待膠干后用鋒利的刀片裁下，就得到了尺寸合適、類(lèi)似CW碳布的材料。筆者將這種材料用于DLG模型機(jī)翼和尾翼的制作，效果不錯(cuò)。根據(jù)使用要求的不同，可用各類(lèi)碳絲編織出紋樣、強(qiáng)度各異的碳布。

制作復(fù)合材料時(shí)，很多步驟都要用到環(huán)氧樹(shù)脂膠。鑒于大多數(shù)初學(xué)者對(duì)樹(shù)脂的選擇和使用十分迷惑，在此簡(jiǎn)單介紹一下。雖然網(wǎng)上出售的環(huán)氧樹(shù)脂膠五花八門(mén)，但能用于制作復(fù)合材料DLG模型的樹(shù)脂只有少數(shù)幾款。

一款好的環(huán)氧樹(shù)脂膠，需要具備以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是良好的流動(dòng)性。在之前的文章中，筆者曾多次提到用各種工具和方法吸取多余的膠水。如果樹(shù)脂的流動(dòng)性不好，就會(huì)導(dǎo)致吸膠減重不夠，成品重量過(guò)大。二是凝固時(shí)間夠長(zhǎng)。用復(fù)合材料做模型部件，需要較長(zhǎng)的操作時(shí)間，通常不能少于30分鐘。如果樹(shù)脂的凝固速度太快，不僅會(huì)造成無(wú)法完成操作，還會(huì)影響后續(xù)的吸膠作業(yè)。三是性能穩(wěn)定。部分環(huán)氧樹(shù)脂膠在長(zhǎng)時(shí)間放置后會(huì)發(fā)黃發(fā)脆，遇到高溫還會(huì)變軟。而DLG模型在正常飛行的情況下需使用數(shù)年，夏天時(shí)黑色的碳纖維會(huì)使機(jī)翼表面的溫度很高，因此要用耐高溫的環(huán)氧樹(shù)脂膠制作。

利用溫水持續(xù)保持樹(shù)脂的溫度

預(yù)備放入烘箱加溫固化的部件

使用厚度0.3-0.5mm的PVC片，作為DLG模型機(jī)翼固化階段的外殼。

挑選內(nèi)部無(wú)雜質(zhì)、無(wú)氣孔的XPS泡沫制作DLG模型部件的內(nèi)核。

在此推薦幾款國(guó)內(nèi)易購(gòu)買(mǎi)的環(huán)氧樹(shù)脂膠。一種是制作機(jī)翼、機(jī)身、尾組等模型部件用的D-80m03proset樹(shù)脂，一種是裝機(jī)用的D-30m04樹(shù)脂。前者的操作時(shí)間為30分鐘，固化時(shí)間大約8小時(shí)（室溫40℃情況下）;后者的操作時(shí)間為15分鐘左右，固化時(shí)間大約6小時(shí)。

除了挑好產(chǎn)品，還可以采取一些措施，以讓環(huán)氧樹(shù)脂膠正常工作。環(huán)氧樹(shù)脂膠的流動(dòng)性與溫度有很大關(guān)系，在冬天低溫情況下，其流動(dòng)性會(huì)有明顯下降。所以在冬天使用環(huán)氧樹(shù)脂膠時(shí)，需要采取措施給它升溫。可行的方法如下。

1.在調(diào)膠的紙杯外加一只裝了熱水的塑料杯，利用水溫保持樹(shù)脂的溫度。

2.使用機(jī)身模具前，將其塞入電熱毯中，加溫至30℃再制作，可有效保證碳布浸潤(rùn)在樹(shù)脂膠中。

3.制作復(fù)合材料機(jī)翼時(shí)，預(yù)先在PVC外殼上鋪碳布、刷樹(shù)脂膠。完成這一步作業(yè)后，再在PVC外殼下方用電熱水袋升溫，待溫度升高后立即進(jìn)行吸膠作業(yè)，以便控制用膠量。此外，加溫墊、電熱吹風(fēng)等，都是可用的方法。

說(shuō)到性能穩(wěn)定，在使用環(huán)氧樹(shù)脂膠時(shí)，有一點(diǎn)需特別注意——樹(shù)脂膠的調(diào)配量。環(huán)氧樹(shù)脂膠有一個(gè)特性，調(diào)配得越多、積熱越快、操作時(shí)間越短。甚至在夏天大量調(diào)配膠時(shí)，會(huì)出現(xiàn)樹(shù)脂瞬間凝固的現(xiàn)象。所以在大量（50g以上）調(diào)配環(huán)氧樹(shù)脂膠時(shí)，必須分開(kāi)調(diào)配。

環(huán)氧樹(shù)脂膠的最終強(qiáng)度與固化溫度有一定關(guān)系。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，如果使用烘箱進(jìn)行加溫，保證部件在40℃以上的溫度中固化，得到的復(fù)合材料成品強(qiáng)度較高。

制作復(fù)合材料DLG模型，還需合理挑選固化階段用于固定部件外形的PVC外殼。一般來(lái)說(shuō)，平尾、垂尾等單個(gè)尾組部件較簿，多使用厚度O.1mm的PVC硬塑料片;而機(jī)翼部件要求表面平整，多使用厚度0.3-0.5mm的PVC片，以便壓平對(duì)接的內(nèi)核表面。

制作現(xiàn)代復(fù)合材料DLG模型時(shí)，應(yīng)采用內(nèi)部無(wú)雜質(zhì)、無(wú)氣孔的XPS泡沫制作內(nèi)核。國(guó)內(nèi)的法寧格系列，以及綠羽系列品質(zhì)最優(yōu)，進(jìn)口的美國(guó)陶氏XPS也不錯(cuò)。（未完待續(xù)）