阅读说明：本技术 电缆组件模压埋入复合材料的方法 (Method for embedding composite material into cable assembly through mould pressing ) 是由 刘潇龙 阎德劲 李乐 杨超 于 2021-06-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开的一种电缆组件模压埋入复合材料的方法。旨在节约电子装备布线空间埋入复合材料。本发明通过下述方法实现：电缆组件在埋入前,采用等离子处理工艺对线缆表皮进行处理；模压埋入时,先在上模具、下模具型腔涂脱模剂,晾干后将裁减好的复合材料预浸料在下模具上铺层至1/2厚度后铺设埋入线缆,线缆使用下模具V型槽定位并在出线口处安装隔板以防止溢胶,线缆铺设后施加1N～3N张力并使用胶膜固定；之后继续完成剩余1/2厚度预浸料铺层,然后将上模具与下模具进行压合,并在模压机上进行模压固化；固化后,在埋入复合材料构件上安装过渡板及连接器,将埋入线缆与连接器进行装联实现互通,最终完成模压埋入复合材料电缆组件制作。(The invention discloses a method for embedding a composite material into a cable assembly by die pressing. Aims to save the wiring space of electronic equipment and embed composite materials. The invention is realized by the following method: before the cable assembly is buried, the cable skin is treated by adopting a plasma treatment process; when the mould is pressed and embedded, firstly, coating a release agent on the cavities of the upper mould and the lower mould, laying a cut composite material prepreg on the lower mould to 1/2 thickness after drying, laying and embedding a cable, positioning the cable by using a V-shaped groove of the lower mould, installing a partition plate at an outlet to prevent glue overflow, applying 1N-3N tension to the cable after laying and fixing the cable by using a glue film; continuously finishing the prepreg paving layer with the residual 1/2 thickness, then pressing the upper die and the lower die, and carrying out die pressing and curing on a die press; after solidification, a transition plate and a connector are installed on the embedded composite material component, the embedded cable and the connector are assembled and communicated, and finally the manufacture of the molded embedded composite material cable assembly is completed.)

电缆组件模压埋入复合材料的方法

技术领域

本发明属于电缆制造

技术领域

，具体地涉及一种电缆组件模压埋入复合材料的方法。

背景技术

电缆组件用于航空、航天等领域各类电子信息系统中，可以实现设备间或设备内部电信号、微波信号传输路径的阻抗匹配以及能量传输。对各种电子装备工作性能改善起重要保障作用。电子设备的研制过程中，如何合理设计并合理布置电缆是一项重要的研究课题。对于功能复杂、集成度高的电子设备，电器接口多种多样，系统级的电子设备通常需要上千条线缆以实现整机间互联互通。在航天、航空领域，对载荷重量和体积指标要求越来越苛刻，相应的其电子设备也趋向集成化、小型化、轻量化等方向发展，由此导致电子设备内部较狭小的空间内难以布设复杂的电缆组件，往往导致电缆装配时与结构件或电路元器件干涉，造成电子设备布线工艺性差，存在质量隐患，传统的电缆制作及布设的方法难以解决上述问题。

纤维增强树脂基复合材料作为一种轻质高强度材料，越来越多的应用于制作电子设备的结构件，复合材料结构件采用预浸料铺层敷制后固化成形的工艺制作，其材料内部具有可设计性，如将电缆预先埋入电子设备结构件内并预留接插件接口，电路零部件可通过与复合材料结构件装配实现电气互联，可有效节约电子设备的布线空间，促进电子设备集成化、小型化、轻量化发展，本发明即是提供一种基于复合材料模压固化工艺的埋入电缆组件制作方法。

发明内容

本发明的目的是针对电子设备出现的小空间布线难，存在质量隐患的问题，提供一种能够有效节约电子设备布线空间的电缆组件模压埋入复合材料制作方法，促进电子设备小型化、轻量化、集成化发展。主要是利用电子设备复合材料结构件铺层敷制后固化成形的特殊工艺方法，将电缆埋入复合材料结构件并预留接插件接口，使电路零部件可通过与复合材料结构件装配实现电气互联。

为实现上述目的，本发明提供一种电缆组件模压埋入复合材料的方法，具有如下技术特征：线缆1采用外表皮为聚四氟乙烯材料的耐高温型号，用制有上下型腔的上模具2和下模具4构成的模压成型模具，在下模具4上设计用于成形连接器6装联定位缺口的让位凸台，且在下模具4线缆伸出端围框承载架上设计有V型槽，用于线缆1铺设时进行对心定位；在进行模压埋入前，采用等离子处理工艺对线缆1表皮进行处理，以增加其表面能，改善表皮与复合材料基体界面结合强度；模压埋入时，先在上模具2、下模具4表面涂脱模剂，待晾干后，将裁减好的复合材料预浸料3填充到下模具4凹槽中，根据设计的顺序、方向、层数，在铺叠底层预浸料3至凹槽1/2厚度时铺设埋入线缆1，使用下模具4凹槽围框上的V型槽对线缆1进行定位，并在出线口处安装隔板5以防止溢胶，线缆1铺设后使用胶膜固定并施加1N～3N张力；线缆1埋入铺设完成后，继续使用复合材料预浸料3完成剩余空间1/2厚度铺层，复合材料预浸料3将线缆1包覆在上模具2和下模具4的上下型腔中，然后对上模具2与下模具4进行压合，在模压机上进行模压固化；最后在固化成形的埋入复合材料构件9上安装过渡板7及连接器6，在埋入复合材料构件9定位缺口处将埋入线缆1与连接器6进行装联实现互通，装联后用环氧胶8填充定位缺口进行防护，最终完成模压埋入复合材料电缆组件制作。

本发明与传统的电缆组件制作及布设方法相比较具有如下有益效果：

本发明利用电子设备复合材料结构件成形工艺的可设计性，将电缆埋入复合材料结构件后模压固化成形，并装联连接器制作模压埋入复合材料电缆组件，即将电缆组件预先埋入电子设备复合材料结构件，电路零部件可通过与复合材料结构件装配实现电气互联，可实现电路零部件通过与复合材料结构件装配达成电气互联，有效节约电子设备的布线空间，本发明基于复合材料模压固化工艺的埋入电缆组件制作方法，促进电子设备小型化、轻量化、集成化发展。

本发明在电缆埋入前，对线缆外表皮进行了等离子处理，有效改善线缆表皮与复合材料基体界面结合强度；在线缆埋入与复合材料固化过程中，设计采用了模具，模具可实现线缆埋入铺设的定位，且可保证复合材料固化成形的精度；在连接器装联过程中，设计预留了装焊定位缺口，使连接器可与埋入线缆便捷的进行装联；本发明的工艺方法具有良好的稳定性，且具备良好的批量可生产性。

本发明利用电子设备复合材料结构件铺层敷制后固化成形的特殊工艺方法，将电缆埋入复合材料结构件并预留接插件接口，使电路零部件可通过与复合材料结构件装配实现电气互联，有效节约电子设备的布线空间，成型工艺简单，易机械化及自动化，即使没有熟练工人也能成型。模压制品尺寸准确、表面光洁、制品外观及尺寸重复性好、复杂结构也可一次成型、二次加工无需损伤制品。

附图说明

图1是本发明电缆组件模压埋入复合材料的工艺流程图。

图2是本发明埋入模压成型的剖视示意图。

图3是本发明下模具的三维视图及局部放大示意图。

图4是图3的A-A向剖视图及局部放大示意图。

图5是图3的B-B向剖视图及局部放大示意图。

图6是连接器与埋入复合材料线缆装联示意图。

图中：1线缆，2上模具，3复合材料预浸料，4下模具，5隔板，6连接器，7过渡板，8环氧胶，9埋入复合材料构件。

具体实施方式

参阅图1-图6。根据本发明，线缆1采用外表皮为聚四氟乙烯材料的耐高温型号，用制有上下型腔的上模具2和下模具4构成的模压成型模具，在下模具4上设计用于成形连接器6装联定位缺口的让位凸台，且在下模具4线缆伸出端围框承载架上设计有V型槽，用于线缆1铺设时进行对心定位；在进行模压埋入前，采用等离子处理工艺对线缆1表皮进行处理，以增加其表面能，改善表皮与复合材料基体界面结合强度；模压埋入时，先在上模具2、下模具4表面涂脱模剂，待晾干后，将裁减好的复合材料预浸料3填充到下模具4凹槽中，根据设计的顺序、方向、层数，在铺叠底层预浸料3至凹槽1/2厚度时铺设埋入线缆1，使用下模具4凹槽围框上的V型槽对线缆1进行定位，并在出线口处安装隔板5以防止溢胶，线缆1铺设后施加1N～3N张力并使用胶膜固定；线缆1埋入铺设完成后，继续使用复合材料预浸料3完成剩余空间1/2厚度铺层，复合材料预浸料3将线缆1包覆在上模具2和下模具4的上下型腔中，然后对上模具2与下模具4进行压合，在模压机上进行模压固化；最后在固化成形的埋入复合材料构件9上安装过渡板7及连接器6，在埋入复合材料构件9定位缺口处将埋入线缆1与连接器6进行装联实现互通，装联后在使用环氧胶8填充定位缺口进行防护，最终完成模压埋入复合材料电缆组件制作。

采用等离子处理工艺对线缆1表皮进行处理：在系统真空度为30KPa的真空室环境下，使用氮气氛围等离子处理，氮气流量为氮气流量900L/min，等离子功率为5000W，处理时间40min，等离子处理后增强聚四氟乙烯材料外表皮表面能，改善线缆1埋入后与复合材料基体界面强度。

参阅图3-图5。在线缆1埋入复合材料过程中，首先将剪裁好的复合材料预浸料3按设计角度在下模具4上铺层至1/2厚度后铺设线缆1，线缆1在下模具4上使用V型槽定位，并在出线口处安装隔板5以防止溢胶，线缆1两端伸出预留长度≥25mm，线缆1铺设后两端施加1N～3N张力，并使用胶膜粘固，再使用复合材料预浸料3完成剩余1/2厚度铺层填充，与线缆1接触层的复合材料预浸料3纤维方向与线缆1方向保持一致，铺层完成后将上模具2与下模具4进行压合。

在模压固化过程中，先将上模具2、下模具4加热到100℃，并给定初始压力0.1MPa，保温30min；然后将压力调整为0.5MPa～0.6MPa；升温至130±5℃，保温120±10min，过程中升温速率为3℃/min；完成固化成形后自然冷却。

参阅图6。在埋入复合材料构件9上装联连接器6时，先在埋入复合材料构件9上安装过渡板7，再将连接器6安装在过渡板7上，连接器6接线端位于预留定位缺口处，在定位缺口处将埋入线缆1与连接器6进行接线装焊，实现互联，最后使用环氧胶8填充预留定位缺口进行防护。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下所做出若干简单的推演或替换都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。