2021 年 2 月 18 日，毅力號火星車將攜帶它的偵察兵—Ingenuity無人機在火星著陸，碳纖維發泡夾心層設計的螺旋槳將助力Ingenuity開啟征服另一個星球的旅行。
無人機，承載著人類探索世界的夢想。而發泡材料作為無人機的翅翼護甲，見證了無人機從天空進入太空的無敵進化，助力人類的夢想實現得更輕、更快、更逼格。
無人機——無人駕駛飛行器(UAV)，通常被稱為無人駕駛飛機，是一種沒有人類飛行員的飛機。UAV的飛行具有不同程度的自主性：要么由操作員遠程控制，要么由機載計算機自主控制。早年無人機主要應用在軍事領域，近些年隨著科技進步，其用途正迅速擴展到商業、科學、娛樂、地理以及其他應用領域，如警務、維和、救援、產品運輸、航空攝影、農業、監控和無人機競賽等等。
最近十年的無人機市場神級提速，使發泡材料制作應用異軍突起。相對于木質材料以及碳纖維、玻璃纖維等復合材料，發泡材料成本更低、實用更強。無人機機身承載常用的材料分為發泡材料類、塑料、銅鐵鋁、碳纖維、尼龍、木材、玻璃鋼等。由于無人機對重量的要求極為嚴格，為了減少機身的重量，機身往往采取發泡材料加碳纖維的復合材料實現其結構彈性和剛度分布要求。以發泡結構芯材為基礎的夾層結構和層壓板結構構成無人機復合材料的主要結構形式，成為當前最為熱門的復合材料之一。為植入傳感器、智能芯片，實現對無人機的實時監控和智能化控制做出了重要防護貢獻。
發泡結構芯材+碳纖維復合材料實現輕量化
傳統的微小型無人機通常采用輕木結構框架表面加以熱縮蒙皮，或采用EPP等材質發泡成型；對多旋翼而言，機體通常采用鋁合金型材，或者塑料。這些材料雖然重量輕，但是強度剛度不夠，在外力的沖擊下，能夠輕而易舉造成損傷，于是碳纖增強復合材料便成為了更好的選擇。
對于大型飛機而言，其機身主要采用薄殼結構，機翼以翼肋復合蒙皮。在小型無人機上并不能復制該種結構造型，這里面有成本控制、成型工藝等眾多因素的影響。研究人員發現，碳纖維三明治夾芯結構能夠減少這些影響。
三明治夾心結構能保持完美的力學性能，能顯著減輕重量提升機體輕量化。因此，三明治夾芯復合材料的應用變得越來越廣泛。上下兩層蒙皮選用碳纖增強復合材料（碳纖維樹脂復合板材），芯材使用PET、PI、PMI等具有一定硬度和抗壓能力的輕質發泡材料，通過一定的工藝，使之形成“碳纖維織物-發泡結構芯材-碳纖維”的復合夾心結構，這種方法多用于較為大型的無人機機體部件，能顯著減輕重量，有效降低成本。
模壓成型工藝
模壓成型工藝綜合了熱壓罐成型技術和真空袋成型工藝的優點，模壓成型工藝較為簡單。無人機中舵面等采用發泡結構芯材的復合材料大多形成于該種成型工藝。模壓成型就是先制作發泡結構芯材并將其鋪貼蒙皮，鋪貼好的發泡結構芯材便可以放入成型模之中，在成型模復合材料被壓緊和固化。
發泡結構芯材PET/PI/PMI
以PET、PI、PMI等結構性發泡芯材融入到碳纖維復合材料的設計中，成為高端無人機機翼以及部件的主流。
PET發泡材料由聚對苯二甲酸乙二醇酯發泡而成，是世界上最普遍的高分子材料，也被行業內公認的未來復合材料行業的核心材料。PET發泡材料具有優異力學性能的閉孔泡沫，具有高剛、高溫尺寸穩定、高溫顏色穩定、抗蠕變、表面光澤好、易著色等性能優點，耐熱性好、機械性能好、性價比高。可熱成型直接生產指定形狀和尺寸材料，而不用將材料進行分割，且可完全環保回收。
PET發泡材料
PET發泡芯材的均衡性能使得在無人機在機身、機翼和尾翼組件的結構設計中有了更多的可設計空間。改性PET發泡芯材使PET發泡材料優異的力學性能更增強、穩定性更好、阻燃性更好，大大提升了無人機的輕量化、續航能力和工作時間。
PI發泡材料
PI發泡材料，就是聚酰亞胺（英文名Polyimide，簡稱PI）泡沫，是聚酰亞胺樹脂原材料與發泡劑、泡沫穩定劑等助劑通過聚合發泡反應而成的發泡材料。PI發泡材料種類多，具有優異的耐溫、不燃、低煙密度等性能，還具有突出的耐輻射性、重量輕、柔性回彈好、便于施工等性能能，這些獨特的性能是傳統發泡塑料所無法比擬的。
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