本发明总体地涉及功能材料技术领域，具体地涉及一种可踩踏、多频谱隐身轮毂盖及其制备方法。
背景技术：
轮毂盖是安装在车轴端部，起密封、储油、防水、隐身等作用。车辆使用期间，轮毂盖可以储存车轴轴承所需的润滑脂，同时可以防止外界的水和污物进入轮毂内，也可防止轮毂内的润滑脂溢出。目前，车轴轮毂盖均由钢铁材料，经冲压或滚压成型，其缺陷是产品成型工艺复杂，制造成本高，且难以有效满足车辆轮胎部位伪装隐身及维护保养需求。
发明专利cn101768356a公开了一种轻型塑料轮毂盖，轻型轮毂盖属于全部由非金属材料制造的轮毂盖，尤其涉及由塑料制造的用于保护或遮盖轮毂的轮毂盖。该轮毂盖由尼龙66、玻璃纤维、添加剂通过注塑/模压而成。与现有技术相比，优点是：轮毂盖强度高，刚性好，耐热性能好，重量减轻74.5％；简化成型工艺，降低制造成本，成本下降40％；废旧轮毂盖易回收利用，有利于环保。
但是，随着侦察技术的不断发展，车辆轮毂的隐身问题成为新的关注焦点，并成为车辆隐身设计的关键；另外，根据使用过程中的工作需要，将车辆轮胎和轮毂部位作为车上车下作业的踩踏点，需要轮毂盖结实、有可靠的支撑点。
技术实现要素：
针对现有技术中不断增强的车辆轮毂盖功能集成化需求，本发明提供了一种可踩踏、多频谱隐身轮毂盖及其制备方法，本发明的轮毂盖除了具备密封、储油、防水等基本功能外兼具有多频谱隐身功能与踩踏功能，是一种结构功能一体化轮毂盖，其制备工艺的成型效率高。
本发明的技术方案是，一种可踩踏、多频谱隐身轮毂盖，所述可踩踏、多频谱隐身轮毂盖为盖状圆盘结构；所述盖状圆盘结构的外径与车辆轮胎内径的尺寸匹配；所述盖状圆盘结构的内侧有固定支架，固定支架用于将轮毂盖固定在车辆轮毂上；所述盖状圆盘结构的外侧中心设置有圆台形外凸，圆台形外凸的圆周外沿上设置有一个或多个内凹结构，所述内凹结构的形状与成人前脚掌的形状和尺寸匹配，所述内凹结构为攀爬车辆提供踩踏点；所述可踩踏、多频谱隐身轮毂盖包括复合材料基材层、雷达吸波层和连接在可踩踏、多频谱隐身轮毂盖上远离车辆轮毂的一侧表面的雷达透波伪装网。
本发明的可踩踏、多频谱隐身轮毂盖通过与车辆轮胎内径匹配的盖状圆盘结构遮蔽车辆轮毂部位，除了起到通用轮毂盖的作用之外，还通过在圆台形外凸的外沿上设计踩踏点(内凹结构)，为上下车作业提供便利；同时综合运用复合材料基材层、雷达吸波层和最外侧表面的雷达透波伪装网，取代常规的金属轮毂盖或者单纯的复合材料轮毂盖，以实现减轻总体重量、提升综合隐身性能的目的。
进一步的，上述可踩踏、多频谱隐身轮毂盖的板材依次包括复合材料基材层、雷达吸波层和反射保护层；所述反射保护层设置在靠近车辆轮毂的轮毂盖最内侧；所述雷达透波伪装网设置在复合材料基材层的表面，位于轮毂盖最外侧表面。
即，从距离侦察方向由近及远，依次包括雷达透波伪装网、复合材料基材层、雷达吸波层和反射保护层，雷达透波伪装网具备光学和红外伪装性能和雷达波透过能力，能降低轮毂盖的光学和红外被发现概率，同时使雷达波尽可能透过以进入复合材料基材层内侧的雷达吸波层被吸收，然后被反射保护层反射后再次被雷达吸波层吸收。因此，本发明的可踩踏、多频谱隐身轮毂盖的板材具备光学、红外和雷达多频谱隐身性能，同时使用分别使用复合材料基材层和反射保护层作为最外侧和最内侧的支撑层，保证足够支撑力的基础上，显著降低轮毂盖的重量。
进一步的，上述雷达透波伪装网的制备方法为：在尼龙布或涤纶布表面依次喷涂电阻透波层、迷彩伪装涂料层，然后对尼龙布或涤纶布切花、缝边；所述阻抗透波层为电阻型填料均匀分散在树脂中形成的层；所述电阻型填料为碳纤维、碳黑、碳纳米管、石墨烯的一种或多种；所述电阻型填料在电阻透波层中的质量分数为2％～20％；所述阻抗透波层的厚度为0.02mm～0.1mm；所述雷达透波伪装网通过搭扣连接或者树脂胶粘贴在所述复合材料基材层的表面；所述雷达透波伪装网对1～40ghz范围内雷达波的透过率在20～80％之间。
雷达透波伪装网不仅具有透波功能，能作为匹配层显著增强雷达吸波层的吸波性能，还具有可见光、红外伪装功能。加伪装网的用意是赋予轮毂盖多频谱伪装功能，在传统伪装网基础上，增加了透波阻抗层，调节透波网的透过率，并与复合材料基材层结合，可增强吸波功能；迷彩伪装涂层可为现有迷彩涂层的任意一种，加入的阻抗透波层调节透波率，从而与雷达吸波层复合，增强吸波功能。
进一步的，上述复合材料基材层由塑料板、蜂窝夹芯板、泡沫夹心板中的一种或多种构成；所述塑料板、蜂窝夹芯板的蒙皮、泡沫夹心板的蒙皮为abs、pc、pbt中的一种或多种的复合；所述复合材料基材层的厚度为3mm-20mm。
复合材料基材层主要是提供轮毂盖强度功能，为轮毂盖提供基本的力学保证，其厚度大于其他材料层。
进一步的，上述雷达吸波层的制备方法为：将雷达吸波涂料喷涂在玻璃纤维布基材上固化形成，或者将雷达吸波橡胶与玻璃纤维布进行模压固化形成；所述雷达吸波层的厚度为0.3mm-1.5mm；所述雷达吸波涂料或雷达吸波橡胶中使用的雷达波吸收剂为铁氧体、羰基铁、多晶铁、合金粉、碳纤维、碳黑、碳纳米管、石墨烯、钛酸钡的一种或多种；所述雷达波吸收剂的形状为片状、球状、纤维状、棒状、花状、树枝状、不规则状的一种或多种。
更进一步的，上述反射保护层为导电布浸润环氧树脂、然后取出烘干固化形成；所述导电布为碳纤维织物、金属丝网、混纺金属丝线织物中的一种或多种构成；所述反射保护层的厚度为0.25～1mm。
反射保护层兼具反射雷达波和保护雷达吸波层的功能，既可构成雷达波的反射层，又可为雷达吸波层提供保护，同时增强轮毂盖结构强度，其采用导电布浸润环氧树脂获得，能最大限度地提高作为保护层的力学强度，同时降低层的重量指标，还能有效反射雷达波。
进一步的，上述内凹结构在圆台形外凸的外沿上靠近车辆轮毂边缘一侧为斜面设计，以防止误踩。
轮毂盖中间部位的圆台形外凸对应配合区域为车轮轴，当踩踏点设置为车轮轴上方时，车轮轴在踩踏时可提供支撑，显著降低圆台形外凸受力；如果采取的是水平内凹，则踩踏点受力主要由轮毂盖自身承担，存在一定破损风险。还进一步的，上述雷达透波伪装网包括林地型迷彩伪装涂料层的雷达透波伪装网、荒漠型迷彩伪装涂料层的雷达透波伪装网、雪地型迷彩伪装涂料层的雷达透波伪装网中的一种。
因为雷达透波伪装网是粘贴或搭扣连接在轮毂盖外侧，其光学伪装类型具有明显地域性，设计不同的迷彩伪装涂料层的雷达透波伪装网，可以根据车辆所在的地域进行变换光学伪装背景类型，因此伪装涂料层可以为林地型迷彩伪装涂料层、荒漠型迷彩伪装涂料层、雪地型迷彩伪装涂料层中的一种，根据这些涂料层制作的雷达透波伪装网属于不同光学背景类型的雷达透波伪装网，最终实现根据车辆所处的地域不同进行随即变换适应的雷达透波伪装网。
本发明同时提供了上述可踩踏、多频谱隐身轮毂盖的制备方法，所述轮毂盖的板材通过模压或袋压成型；然后将雷达透波伪装网通过搭扣连接或环氧树脂粘接在轮毂盖上具有圆台形外凸的一侧表面，制备得到所述可踩踏、多频谱隐身轮毂盖。
进一步的，本发明的制备方法具体包括以下步骤：
s1、制备雷达透波伪装网、复合材料基材层、雷达吸波层、反射保护层：
所述复合材料基材层的制备使用包括阴模和阳模的模具，阴模和阳模合模后形成的空腔即为轮毂盖的盖状圆盘结构，具体方法包括下列a～d中的一种：
a、将阴模和阳模合模，将abs、pc、pbt中的一种或多种通过注塑或吸塑置入阴模和阳模合模后形成的空腔，经保压、冷却、开模，得到塑料板型的复合材料基材层；
b、将下蒙皮、环氧预浸料和蜂窝芯材、上蒙皮依次铺在模具中，通过袋压或者模压方式成型，得到蜂窝夹芯板型的复合材料基层；
c、将环氧预浸料层铺在模具中，通过袋压或者模压方式成型，得到复合材料基层；
d、将下蒙皮；pu、pmi、pvc中的一种或多种的混合物；上蒙皮依次铺在模具中，通过模压发泡方法或者机械加工方法制成复合材料基材层；
s2、将上述材料层叠合、压制成型：然后将上述雷达吸波层、反射保护层依次叠合在复合材料基材层远离圆台形外凸所在面一侧的表面上，再放入步骤s1所述的模具中进行模压或袋压成型；
s3、粘贴雷达透波伪装网：将雷达透波伪装网粘贴在复合材料基材层圆台形外凸的外周。
本发明与现有技术相比的先进性在于：
1)本发明将踩踏功能、光学伪装、红外隐身和雷达吸波功能与轮毂盖构件统一起来，主体采用塑料为主要基材，解决了现有轮毂盖大多采用玻璃钢或金属材料，功能单一、重量大等问题，提供了一种可踩踏、多频谱隐身轮毂盖，它轻质、实现了轮毂盖结构和功能一体化、成型工艺简单，因此成本低。
2)本发明将雷达透波伪装网作为匹配层，在增强了轮毂盖吸波性能的同时，使得轮毂盖具有可见光、红外伪装性能，实现了多频谱隐身功能。
3)本发明的雷达透波伪装网可根据不同地域进行更换，以适应所在地域背景颜色；
4)本发明将雷达透波伪装网和雷达吸波层结合，用于雷达波的透射和吸收，两者配合，使轮毂盖总体上具有吸波频带宽、结构强度大，使用方便及环境性能优异等的特点。
附图说明
从下面结合附图对本发明实施例的详细描述中，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得更加清楚并更容易理解，其中：
图1为本发明实施例中可踩踏、多频谱隐身轮毂盖的外形正视示意图；
图2为图1所示正视示意图的侧视示意图；
图3为本发明实施例中可踩踏、多频谱隐身轮毂盖的板材层结构示意图；其中，1-雷达透波伪装网，2-复合材料基材层，3-雷达吸波层，4-反射保护层；
图4为本发明实施例中可踩踏、多频谱隐身轮毂盖板材料1ghz～8ghz范围内反射率曲线；
图5为本发明实施例中可踩踏、多频谱隐身轮毂盖典型轮毂盖平板材料8ghz～18ghz范围内反射率曲线。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
一种可踩踏、多频谱隐身轮毂盖，其结构如图1所示，为盖状圆盘结构，所述盖状圆盘结构的外径与车辆轮胎内径匹配；所述盖状圆盘结构的内侧有固定支架，固定支架用于将轮毂盖固定在车辆轮毂上；所述盖状圆盘结构的外侧中心设置有圆台形外凸5，圆台形外凸5的圆周外沿上设置有一个或多个内凹结构6，所述内凹结构6的形状与成人前脚掌的形状和尺寸匹配，所述内凹结构6为攀爬车辆提供踩踏点，圆台形外凸5和内凹结构6在图2中进行了更清楚显示；所述可踩踏、多频谱隐身轮毂盖的结构如图3所示，依次包括复合材料基材层2、雷达吸波层3和反射保护层4；所述反射保护层4设置在靠近车辆轮毂的轮毂盖最内侧；所述雷达透波伪装网1设置在复合材料基材层2的表面，位于轮毂盖最外侧表面。各部分的更优选设计如下：
雷达透波伪装网1的制备方法为：在尼龙布或涤纶布表面依次喷涂电阻透波层、迷彩伪装涂料层，然后对尼龙布或涤纶布切花、缝边；所述阻抗透波层为电阻型填料均匀分散在树脂中形成的层；所述电阻型填料为碳纤维、碳黑、碳纳米管、石墨烯的一种或多种；所述电阻型填料在电阻透波层中的质量分数为2％～20％；所述阻抗透波层的厚度为0.02mm～0.1mm；所述雷达透波伪装网1通过搭扣连接或者树脂胶粘贴在所述复合材料基材层1的表面；所述雷达透波伪装网1对1～40ghz范围内雷达波的透过率在20～80％之间。其中的迷彩伪装涂料层包括林地型迷彩伪装涂料层、荒漠型迷彩伪装涂料层、雪地型迷彩伪装涂料层中的一种。
复合材料基材层2由塑料板、蜂窝夹芯板、泡沫夹心板中的一种或多种构成；所述塑料板、蜂窝夹芯板的蒙皮、泡沫夹心板的蒙皮为abs、pc、pbt中的一种或多种的复合；所述复合材料基材层的厚度为3mm～20mm。
雷达吸波层3的制备方法为：将雷达吸波涂料喷涂在玻璃纤维布基材上固化形成，或者将雷达吸波橡胶与玻璃纤维布进行模压固化形成；所述雷达吸波层3的厚度为0.3mm～1.5mm；所述雷达吸波涂料或雷达吸波橡胶中使用的雷达波吸收剂为铁氧体、羰基铁、多晶铁、合金粉、碳纤维、碳黑、碳纳米管、石墨烯、钛酸钡的一种或多种；所述雷达波吸收剂的形状为片状、球状、纤维状、棒状、花状、树枝状、不规则状的一种或多种。
反射保护层1为导电布浸润环氧树脂、然后取出烘干固化形成；所述导电布为碳纤维织物、金属丝网、混纺金属丝线织物中的一种或多种构成；所述反射保护层1的厚度为0.25～1mm。
内凹结构在圆台形外凸5的外沿靠近车辆轮毂边缘一侧为斜面设计，，以防止误踩。
实施例2
一种可踩踏、多频谱隐身轮毂盖的制备，包括以下步骤：
步骤1：雷达透波伪装网1的制备
在尼龙布表面依次喷涂由2％碳纤维与环氧树脂混合均匀制成的厚度为0.05mm电阻透波涂层、厚度为0.05mm的绿色迷彩伪装涂料层，制成透波迷彩伪装布，然后将其裁切成轮毂盖盖面形状，并留出通风口、踩踏口，布料切出s型条纹，采用扎带绑扎出约30mm高度内起伏的花样。
步骤2：雷达吸波层3的制备
将片状羰基铁、球状羰基铁、碳黑按照质量比为1:1:0.03的比例混合均匀，并与环氧树脂按照质量比为60:40的比例混合均匀，喷涂在厚度为0.2mm的玻璃纤维布上固化，制成厚度为1.2mm的雷达吸波层。
步骤3：反射保护层4预浸料的制备
将环氧树脂涂覆于导电布上制成反射保护层4预浸料。
步骤3：轮毂盖成型
制备轮毂盖金属模具，将轮毂盖的复合材料基材层(塑料、蜂窝夹芯板、泡沫夹心板、玻璃纤维预浸料中的一种或多种)放入模具中，再依次将树脂胶膜、步骤2制备的雷达吸波层3、步骤3制备的反射保护层4预浸料铺放在复合材料基材层上，设定好温度、压力、时间等工艺参数，通过模压成型方法制备轮毂盖。
步骤4：雷达透波伪装网1连接
将步骤1制备的透波伪装网1通过搭扣或胶粘剂贴敷于轮毂盖基材上(复合材料基材层上远离雷达吸波层3一侧)。
本实施例同步制备了轮毂盖板材结构一致的平板板材，并进行了平板雷达反射率测试，测试结果如图4和图5所示，可以看出，轮毂盖板材宽频雷达吸波性能良好，可以显著降低车辆轮毂的雷达强反射信号。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
1.一种可踩踏、多频谱隐身轮毂盖，其特征在于，所述可踩踏、多频谱隐身轮毂盖为盖状圆盘结构，所述盖状圆盘结构的外径与车辆轮胎内径的尺寸匹配；
所述盖状圆盘结构的内侧有固定支架，固定支架用于将轮毂盖固定在车辆轮毂上；
所述盖状圆盘结构的外侧中心设置有圆台形外凸(5)，圆台形外凸(5)的圆周外沿上设置有一个或多个内凹结构(6)，所述内凹结构(6)的形状与成人前脚掌的形状和尺寸匹配，所述内凹结构(6)为攀爬车辆提供踩踏点；
所述可踩踏、多频谱隐身轮毂盖包括复合材料基材层(2)、雷达吸波层(3)和连接在可踩踏、多频谱隐身轮毂盖上远离车辆轮毂的一侧表面的雷达透波伪装网(1)。
2.如权利要求1所述的可踩踏、多频谱隐身轮毂盖，其特征在于，所述可踩踏、多频谱隐身轮毂盖的板材依次包括复合材料基材层(2)、雷达吸波层(3)和反射保护层(4)；所述反射保护层(4)设置在靠近车辆轮毂的轮毂盖最内侧；所述雷达透波伪装网(1)设置在复合材料基材层(2)的表面，位于轮毂盖最外侧表面。
3.如权利要求1所述的可踩踏、多频谱隐身轮毂盖，其特征在于，
所述雷达透波伪装网(1)的制备方法为：在尼龙布或涤纶布表面依次喷涂电阻透波层、迷彩伪装涂料层，然后对喷涂层固化干燥后的尼龙布或涤纶布切花、缝边；
所述阻抗透波层为电阻型填料均匀分散在树脂中形成的层；所述电阻型填料为碳纤维、碳黑、碳纳米管、石墨烯的一种或多种；所述电阻型填料在电阻透波层中的质量分数为2％～20％；所述阻抗透波层的厚度为0.02mm～0.1mm；
所述雷达透波伪装网(1)通过搭扣连接或者树脂胶粘贴在所述复合材料基材层(1)的表面；所述雷达透波伪装网(1)对1～40ghz范围内雷达波的透过率在20～80％之间。
4.如权利要求2所述的可踩踏、多频谱隐身轮毂盖，其特征在于，所述复合材料基材层(2)由塑料板、蜂窝夹芯板、泡沫夹心板中的一种或多种构成；
所述塑料板、蜂窝夹芯板的蒙皮、泡沫夹心板的蒙皮为abs、pc、pbt中的一种或多种的复合；
所述复合材料基材层(2)的厚度为3mm～20mm。
5.如权利要求2所述的可踩踏、多频谱隐身轮毂盖，其特征在于，所述雷达吸波层(3)的制备方法为：将雷达吸波涂料喷涂在玻璃纤维布基材上固化形成，或者将雷达吸波橡胶与玻璃纤维布进行模压固化形成；
所述雷达吸波层(3)的厚度为0.3mm～1.5mm；
所述雷达吸波涂料或雷达吸波橡胶中使用的雷达波吸收剂为铁氧体、羰基铁、多晶铁、合金粉、碳纤维、碳黑、碳纳米管、石墨烯、钛酸钡的一种或多种；所述雷达波吸收剂的形状为片状、球状、纤维状、棒状、花状、树枝状、不规则状的一种或多种。
6.如权利要求2所述的可踩踏、多频谱隐身轮毂盖，其特征在于，所述反射保护层(1)为导电布浸润环氧树脂、然后取出烘干固化形成；
所述导电布为碳纤维织物、金属丝网、混纺金属丝线织物中的一种或多种构成；
所述反射保护层(1)的厚度为0.25～1mm。
7.如权利要求1所述的可踩踏、多频谱隐身轮毂盖，其特征在于，所述内凹结构在圆台形外凸(5)的外沿靠近车辆轮毂边缘一侧为斜面设计，以防止误踩。
8.如权利要求3所述的可踩踏、多频谱隐身轮毂盖，其特征在于，所述雷达透波伪装网包括林地型迷彩伪装涂料层的雷达透波伪装网、荒漠型迷彩伪装涂料层的雷达透波伪装网、雪地型迷彩伪装涂料层的雷达透波伪装网中的一种。
9.一种如权利要求1-8中任一权利要求所述的可踩踏、多频谱隐身轮毂盖的制备方法，其特征在于，
所述轮毂盖的板材通过模压或袋压成型；然后将雷达透波伪装网(1)通过搭扣连接或环氧树脂粘接在轮毂盖上具有圆台形外凸的一侧表面，制备得到所述可踩踏、多频谱隐身轮毂盖。
10.如权利要求所述9的可踩踏、多频谱隐身轮毂盖的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
s1、制备雷达透波伪装网(1)、复合材料基材层(2)、雷达吸波层(3)、反射保护层(4)：
所述复合材料基材层的制备使用包括阴模和阳模的模具，阴模和阳模合模后形成的空腔即为轮毂盖的盖状圆盘结构，具体方法包括下列a～d中的一种：
a、将阴模和阳模合模，将abs、pc、pbt中的一种或多种通过注塑或吸塑置入阴模和阳模合模后形成的空腔，经保压、冷却、开模，得到塑料板型的复合材料基材层(2)；
b、将下蒙皮、环氧预浸料和蜂窝芯材、上蒙皮依次铺在模具中，通过袋压或者模压方式成型，得到蜂窝夹芯板型的复合材料基层(2)；
c、将环氧预浸料层铺在模具中，通过袋压或者模压方式成型，得到复合材料基层；
d、将下蒙皮，pu、pmi、pvc中的一种或多种的混合物，上蒙皮依次铺在模具中，通过模压发泡方法或者机械加工方法制成复合材料基材层；
s2、将上述材料层叠合、压制成型：然后将上述雷达吸波层(3)、反射保护层(4)依次叠合在复合材料基材层(2)远离圆台形外凸所在面一侧的表面上，再放入步骤s1所述的模具中进行模压或袋压成型；
s3、粘贴雷达透波伪装网：将雷达透波伪装网(1)粘贴在复合材料基材层圆台形外凸的外周。
技术总结