專利名稱：纖維復(fù)合材料點陣夾芯板及制備該點陣夾芯板的模具及應(yīng)用該模具制備點陣夾芯板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種點陣夾芯板及制備該點陣夾芯板的模具及應(yīng)用該模具制備點陣 夾芯板的方法。
背景技術(shù)：
點陣夾芯結(jié)構(gòu)是一種能夠同時滿足工程指標中結(jié)構(gòu)輕、功能強等優(yōu)秀力學性能的 結(jié)構(gòu)。點陣夾芯板是由上下兩層高強度、高模量的薄板和中間較厚的點陣芯子組成的材料?，F(xiàn)有的點陣夾芯板使用的材料多為金屬材料，采用復(fù)合材料制備點陣夾芯板與傳 統(tǒng)的金屬材料制備的點陣夾芯板相比較具有更高的比強度、比剛度，且具有更強的可設(shè)計 性。金字塔型復(fù)合材料點陣夾芯板是一類新型的點陣夾芯結(jié)構(gòu)，采用以往的剛性模具 制備的點陣夾芯板，由于無法對模具中的桿件施加成型所需的壓力，制得的桿件易發(fā)生劈 裂，且在制備圓形桿件時，由于人工卷制預(yù)浸料，很容易引入缺陷，且模具易錯位，對桿件造 成損傷，這些都降低了金字塔型復(fù)合材料點陣夾芯板的力學性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的剛性模具成型的復(fù)合材料點陣夾芯板存在力學 性能差的問題，提供一種纖維復(fù)合材料點陣夾芯板及制備該點陣夾芯板的模具及應(yīng)用該模 具制備點陣夾芯板的方法。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是纖維復(fù)合材料點陣夾芯板，它由上復(fù)合材料層合板、下復(fù)合材料層合板和點陣芯 子組成，點陣芯子設(shè)置在上復(fù)合材料層合板與下復(fù)合材料層合板之間，點陣芯子由若干根 纖維復(fù)合桿件構(gòu)成，所述的纖維復(fù)合桿件的上端與上復(fù)合材料層合板固接，纖維復(fù)合桿件 的下端與下復(fù)合材料層合板固接，所述的纖維復(fù)合桿件是橫截面形狀為長方形的纖維復(fù)合 桿。制備纖維復(fù)合材料點陣夾芯板的模具，所述纖維復(fù)合材料點陣夾芯板是四面體型 點陣夾芯結(jié)構(gòu)，所述模具由陰模、陽模和夾板組成，所述的陰模由N個第一模體組成，所述 的陽模由N-I個第二模體、第三模體和第四模體組成，所述第一模體的橫截面形狀為梯形， 所述第二模體的橫截面形狀為梯形，第三模體的橫截面形狀為直角梯形，第四模體的橫截 面形狀為直角梯形；所述第一模體由第一凹形模塊、第二凹形模塊和第一中間模塊組成， 第一中間模塊的橫截面形狀為等腰梯形，第一凹形模塊及第二凹形模塊對稱的放置在第 一中間模塊的兩個斜面上，第一凹形模塊遠離所述斜面的表面上加工多對沿斜面寬度方向 貫通的第一方形槽，每對第一方形槽呈八字形設(shè)置，第二凹形模塊遠離所述斜面的表面上 加工多條沿斜面寬度方向貫通的第二方形槽，所述第二方形槽的中心線與對應(yīng)的一對第一 方形槽的兩條方形槽中心線匯聚一點，各個第一方形槽的深度與各個第二方形槽的深度相等，各個第一方形槽的寬度與各個第二方形槽的寬度相等；第二模體的兩個斜面分別與第一模體的兩個斜面的外形相配合，第二模體由第一 凸形模塊、第二凸形模塊和第二中間模塊組成，第二中間模塊的橫截面形狀為等腰梯形，第 一凸形模塊及第二凸形模塊對稱的放置在第二中間模塊的兩個斜面上，第一凸形模塊遠離 所述斜面的表面上加工多對沿斜面寬度方向貫通的第一方形楞，每對第一方形楞呈八字形 設(shè)置，第二凸形模塊遠離所述斜面的表面上加工多條沿斜面寬度方向貫通的第二方形楞， 所述第二方形楞的中心線與對應(yīng)的一對第一方形楞的兩條方形楞中心線匯聚一點，各個第 一方形楞的高度與各個第二方形楞的高度相等，各個第一方形楞的寬度與各個第二方形楞 的寬度相等；第三模體的斜面和第四模體的斜面分別與第一模體的兩個斜面的外形相配合，其 中，第三模體的斜面上設(shè)置有多對沿斜面寬度方向貫通的第三方形楞，每對第三方形楞呈 八字形設(shè)置，第四模體的斜面上設(shè)置有多條沿斜面寬度方向貫通的第四方形楞；N個第一模體與N-I個第二模體相間平鋪并構(gòu)成平板，第二模體上的多個第一方 形楞分別嵌入于相鄰的第一模體上的多個第一方形槽內(nèi)，并與其間隙配合，第二模體上的 多個第二方形楞分別嵌入于相鄰的第一模體上的多個第二方形槽內(nèi)，并與其間隙配合，所 述的平板的一端設(shè)置有第三模體，平板的另一端設(shè)置有第四模體，第三模體上的多個第三 方形楞分別嵌入于相鄰的第一模體上的多個第一方形槽內(nèi)，第四模體上的多個第四方形楞 分別嵌入于相鄰的第一模體上的多個第二方形槽內(nèi)，并與其間隙配合；夾板用于固定N個第一模體、N-I個第二模體、第三模體和第四模體，所述模體通 過夾板組合形成平板，其中，N為大于1的整數(shù)。制備纖維復(fù)合材料點陣夾芯板的模具，所述纖維復(fù)合材料點陣夾芯板是金字塔型 點陣夾芯結(jié)構(gòu)，所述模具由陰模、陽模和夾板組成，所述的陰模由N個第一模體組成，所述 的陽模由N-I個第二模體和兩個第三模體組成，所述第一模體的橫截面形狀為梯形，所述 第二模體的橫截面形狀為梯形，第三模體的橫截面形狀為直角梯形；所述第一模體由兩個第一凹形模塊和第一中間模塊組成，第一中間模塊的橫截面 形狀為等腰梯形，兩個第一凹形模塊對稱的放置在第一中間模塊的兩個斜面上，第一凹形 模塊遠離所述斜面的表面上加工多對沿斜面寬度方向貫通的第一方形槽，每對第一方形槽 呈八字形設(shè)置，所述一個第一凹形模塊上的一對第一方形槽的兩條方形槽中心線與另一個 第一凹形模塊上的對應(yīng)的一對第一方形槽的兩條方形槽中心線匯聚一點，各個第一方形槽 的深度相等，各個第一方形槽的寬度相等；第二模體的兩個斜面分別與第一模體的兩個斜面的外形相配合，所述第二模體由 兩個第一凸形模塊和第二中間模塊組成，第二中間模塊的橫截面形狀為等腰梯形，兩個第 一凸形模塊對稱的放置在第二中間模塊的兩個斜面上，第一凸形模塊遠離所述斜面的表面 上加工多對沿斜面寬度方向貫通的第一方形楞，每對第一方形楞呈八字形設(shè)置，所述一個 第一凸形模塊上的一對第一方形楞的兩條方形楞中心線與另一個第一凸形模塊上的對應(yīng) 的一對第一方形楞的兩條方形楞中心線匯聚一點，各個第一方形楞的高度相等，各個第一 方形楞的寬度相等；第三模體的斜面與第一模體的一個斜面的外形相配合，其中，第三模體的斜面上設(shè)置有多對沿斜面寬度方向貫通的第三方形楞，每對第三方形楞呈八字形設(shè)置；將N個第一模體與N-I個第二模體相間平鋪并構(gòu)成平板，第二模體上的多個第一 方形楞分別嵌入于相鄰的第一模體上的多個第一方形槽內(nèi)，并與其間隙配合，所述的平板 的兩端分別設(shè)置一個第三模體，第三模體上的多個第三方形楞分別嵌入于相鄰的第一模體 上的多個第一方形槽內(nèi)，并與其間隙配合；夾板用于固定N個第一模體、N-I個第二模體和兩個第三模體，所述模體通過夾板 組合形成平板。應(yīng)用所述的模具制備點陣夾芯板的方法，所述的點陣夾芯板的制備過程為步驟一、獲得多條單向預(yù)浸料將片狀單向預(yù)浸料疊加鋪設(shè)，根據(jù)所述模具中陰模 的方形槽的寬度，采用剪刀或者雕刻機將疊加后的片狀單向預(yù)浸料切割成條狀獲得單向預(yù) 浸料，所述的單向預(yù)浸料的長度比第一模塊的方形槽的長度長40 50mm ；步驟二、采用洗模劑或丙酮溶液清洗模具中所有陰模和陽模中每個模體的外表 面，然后將封孔劑和脫模劑依次涂抹在所述外表面上，然后將模具排放成平板狀，并移除所 有陽模；步驟三、將步驟一中獲得的多條單向預(yù)浸料逐層鋪設(shè)在每個述第一模體的每個方 形槽內(nèi)形成一束單向預(yù)浸料，每條單向預(yù)浸料的兩端分別從相應(yīng)述第一模體的方形槽長度 方向上的兩端均勻露出，所有單向預(yù)浸料鋪設(shè)完成之后，在每個方形槽內(nèi)放置一條硅橡膠， 所述的硅橡膠的長度與所述方形槽的長度相等，硅橡膠的寬度與所述方形槽的寬度相配 合，將鋪設(shè)完成的所有第一模塊與陽模合模，然后用夾板將陰模和陽模固定；步驟四、在模具的上、下表面分別鋪放纖維預(yù)浸料層，具體鋪放過程為在模具上、 下表面每鋪放一層纖維預(yù)浸料，所述纖維預(yù)浸料為矩形，將露出的每束單向預(yù)浸料穿過該 層纖維預(yù)浸料，并將每束單向預(yù)浸料均勻分為L份，彎折其中一份單向預(yù)浸料使其平鋪在 該層纖維預(yù)浸料上，繼續(xù)鋪放下一層纖維預(yù)浸料，然后再彎折其中一份單向預(yù)浸料使其平 鋪在該層纖維預(yù)浸料上，重復(fù)上述工作直至L份單向預(yù)浸料全部彎折完成，然后再鋪設(shè)M層 纖維預(yù)浸料，其中，M為大于1的整數(shù)，L為大于3的整數(shù)；步驟五、將步驟四中鋪放纖維預(yù)浸料層后的模具放置在熱壓機內(nèi)，使其固化，所述 的熱壓機內(nèi)部的固化溫度為100 200°C，固化壓力為0. 5 2Mpa，固化時間為1 3小 時；步驟六、拆下夾板，卸下處于模具兩端的陽模，將第一模體中的第一中間模塊及第 二模塊中的第二中間模塊抽出，然后逐一移除第一凹形模塊、第二凹形模塊、第一凸形模塊 及第二凸形模塊，完成脫模；步驟七、對步驟六中獲得的加工件進行打磨，獲得點陣夾芯板。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果本發(fā)明所述的點陣夾芯板的纖維復(fù)合桿件的橫截面形狀是長方形的，這使得所述 的點陣夾芯板具有優(yōu)秀的力學性能；本發(fā)明所述的制備四面體型點陣夾芯板或是金字塔型 點陣夾芯板的模具具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理，能重復(fù)使用，組裝和拆卸方便的特點，所述的 模具中方形槽方形楞相匹配，能夠通過模具對預(yù)浸料施加成型壓力，增強點陣夾芯板的力 學性能；由于本發(fā)明所述的模具的陰模和陽模能夠形成多個方形通孔，采用本發(fā)明所述的 方法制備四面體型點陣夾芯板或是金字塔型點陣夾芯板，無需人工卷制預(yù)浸料，只要將切割后的條狀單向預(yù)浸料鋪設(shè)在模具的方形通孔內(nèi)并在條狀單向預(yù)浸料的上方放置一條硅 橡膠即可實現(xiàn)方形桿件的制備，能夠一體化成型四面體型點陣夾芯板或是金字塔型點陣夾 芯板，采用本發(fā)明所述的方法制備點陣夾芯板，不易對桿件造成損傷。


圖1是第一模體的結(jié)構(gòu)立體圖；圖2是第二模體的結(jié)構(gòu)立體圖；圖3是第三模體的 結(jié)構(gòu)立體圖；圖4是第四模體的結(jié)構(gòu)立體圖；圖5是第一模體、第二模體、第三模體及第四 模體平鋪并構(gòu)成平板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是具體實施方式
三所述的制備四面體型復(fù)合材料 點陣夾芯板的模具的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是第六模體的結(jié)構(gòu)立體圖；圖8是第七模體的結(jié)構(gòu) 立體圖；圖9是第八模體的結(jié)構(gòu)立體圖；圖10是第六模體、第七模體及第八模體平鋪并構(gòu) 成平板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是具體實施方式
五所述的制備金字塔型復(fù)合材料點陣夾芯板 的模具的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是點陣夾芯板的制備過程的流程圖。
具體實施例方式具體實施方式
一纖維復(fù)合材料點陣夾芯板，它由上復(fù)合材料層合板、下復(fù)合材 料層合板和點陣芯子組成，點陣芯子設(shè)置在上復(fù)合材料層合板與下復(fù)合材料層合板之間， 點陣芯子由若干根纖維復(fù)合桿件構(gòu)成，所述的纖維復(fù)合桿件的上端與上復(fù)合材料層合板固 接，纖維復(fù)合桿件的下端與下復(fù)合材料層合板固接，所述的纖維復(fù)合桿件是橫截面形狀為 長方形的纖維復(fù)合桿。本實施方式所述的纖維復(fù)合材料點陣夾芯板的纖維復(fù)合桿件的橫截面形狀是長 方形的，這使得所述的點陣夾芯板具有優(yōu)秀的力學性能。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一的不同之處在于所述的纖維復(fù) 合材料點陣夾芯板為四面體型點陣夾芯結(jié)構(gòu)或金字塔型點陣夾芯結(jié)構(gòu)。本實施方式中所述的纖維復(fù)合材料點陣夾芯板為四面體型點陣夾芯板或金字塔 型點陣夾芯板，根據(jù)不同的力學性能要求，纖維復(fù)合材料點陣夾芯板選擇為合適的點陣夾 芯結(jié)構(gòu)。
具體實施方式
三下面結(jié)合圖1至圖6具體說明本實施方式。制備具體實施方式
一所述纖維復(fù)合材料點陣夾芯板的模具，所述纖維復(fù)合材料點陣夾芯板是四面體型點陣夾 芯結(jié)構(gòu)，所述模具由陰模、陽模和夾板5組成，所述的陰模由N個第一模體1組成，所述的陽 模由N-I個第二模體2、第三模體3和第四模體4組成，所述第一模體1的橫截面形狀為梯 形，所述第二模體2的橫截面形狀為梯形，第三模體3的橫截面形狀為直角梯形，第四模體4 的橫截面形狀為直角梯形；所述第一模體1由第一凹形模塊1-1、第二凹形模塊1-2和第一 中間模塊1-3組成，第一中間模塊1-3的橫截面形狀為等腰梯形，第一凹形模塊1-1及第二 凹形模塊1-2對稱的放置在第一中間模塊1-3的兩個斜面上，第一凹形模塊1-1遠離所述 斜面的表面上加工多對沿斜面寬度方向貫通的第一方形槽1-1-1，每對第一方形槽i-1-i 呈八字形設(shè)置，第二凹形模塊1-2遠離所述斜面的表面上加工多條沿斜面寬度方向貫通的 第二方形槽1-2-1，所述第二方形槽1-2-1的中心線與對應(yīng)的一對第一方形槽1-1-1的兩條 方形槽中心線匯聚一點，各個第一方形槽1-1-1的深度與各個第二方形槽1-2-1的深度相 等，各個第一方形槽1-1-1的寬度與各個第二方形槽1-2-1的寬度相等；
第二模體2的兩個斜面分別與第一模體1的兩個斜面的外形相配合，第二模體2 由第一凸形模塊2-1、第二凸形模塊2-2和第二中間模塊2-3組成，第二中間模塊2-3的橫 截面形狀為等腰梯形，第一凸形模塊2-1及第二凸形模塊2-2對稱的放置在第二中間模塊 2-3的兩個斜面上，第一凸形模塊2-1遠離所述斜面的表面上加工多對沿斜面寬度方向貫 通的第一方形楞2-1-1，每對第一方形楞2-1-1呈八字形設(shè)置，第二凸形模塊2-2遠離所述 斜面的表面上加工多條沿斜面寬度方向貫通的第二方形楞2-2-1，所述第二方形楞2-2-1 的中心線與對應(yīng)的一對第一方形楞2-1-1的兩條方形楞中心線匯聚一點，各個第一方形楞 2-1-1的高度與各個第二方形楞2-2-1的高度相等，各個第一方形楞2-1-1的寬度與各個第 二方形楞2-2-1的寬度相等；第三模體3的斜面和第四模體4的斜面分別與第一模體1的兩個斜面的外形相配 合，其中，第三模體3的斜面上設(shè)置有多對沿斜面寬度方向貫通的第三方形楞3-1-1，每對 第三方形楞3-1-1呈八字形設(shè)置，第四模體4的斜面上設(shè)置有多條沿斜面寬度方向貫通的 第四方形楞4-1-1 ；N個第一模體1與N-I個第二模體2相間平鋪并構(gòu)成平板，第二模體2上的多個第 一方形楞2-1-1分別嵌入于相鄰的第一模體1上的多個第一方形槽1-1-1內(nèi)，并與其間隙 配合，第二模體2上的多個第二方形楞2-2-1分別嵌入于相鄰的第一模體1上的多個第二 方形槽1-2-1內(nèi)，并與其間隙配合，所述的平板的一端設(shè)置有第三模體3，平板的另一端設(shè) 置有第四模體4，第三模體3上的多個第三 方形楞3-1-1分別嵌入于相鄰的第一模體1上的 多個第一方形槽1-1-1內(nèi)，第四模體4上的多個第四方形楞4-1-1分別嵌入于相鄰的第一 模體1上的多個第二方形槽1-2-1內(nèi)，并與其間隙配合；夾板5用于固定N個第一模體1、N-I個第二模體2、第三模體3和第四模體4，所 述模體通過夾板5組合形成平板，其中，N為大于1的整數(shù)。本實施方式所述的制備四面體型點陣夾芯板的模具具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理，能 重復(fù)使用，組裝和拆卸方便的特點，所述的模具中第一模體1的方形槽與相鄰的第二模體2 的方形楞相匹配，第三模體3的方形楞與相鄰的第一模體1的方形槽相匹配、第四模體4的 方形楞與相鄰的第一模體1的方形槽相匹配，能夠通過模具對預(yù)浸料施加成型壓力，增強 點陣夾芯板的力學性能。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
三的不同之處在于所述的每個第 一模體1的橫截面形狀為等腰梯形，所述的每個第二模體2的橫截面形狀為等腰梯形，中心 線匯聚一點的三個方形槽中，每相鄰兩個方形槽之間的夾角均為a，所述a的范圍為60° 120°。
具體實施方式
五下面結(jié)合圖7至圖11具體說明本實施方式。制備具體實施方式
一所述的纖維復(fù)合材料點陣夾芯板的模具，所述纖維復(fù)合材料點陣夾芯板是金字塔型點陣 夾芯結(jié)構(gòu)，所述模具由陰模、陽模和夾板5組成，所述的陰模由N個第一模體1組成，所述的 陽模由N-I個第二模體2和兩個第三模體3組成，所述第一模體1的橫截面形狀為梯形，所 述第二模體2的橫截面形狀為梯形，第三模體3的橫截面形狀為直角梯形；所述第一模體1由兩個第一凹形模塊1-1和第一中間模塊1-3組成，第一中間模 塊1-3的橫截面形狀為等腰梯形，兩個第一凹形模塊1-1對稱的放置在第一中間模塊1-3的兩個斜面上，第一凹形模塊1-1遠離所述斜面的表面上加工多對沿斜面寬度方向貫通的 第一方形槽1-1-1，每對第一方形槽1-1-1呈八字形設(shè)置，所述一個第一凹形模塊1-1上的 一對第一方形槽1-1-1的兩條方形槽中心線與另一個第一凹形模塊1-1上的對應(yīng)的一對第 一方形槽1-1-1的兩條方形槽中心線匯聚一點，各個第一方形槽1-1-1的深度相等，各個第 一方形槽1-1-1的寬度相等；第二模體2的兩個斜面分別與第一模體1的兩個斜面的外形相配合，所述第二模 體2由兩個第一凸形模塊2-1和第二中間模塊2-3組成，第二中間模塊2-3的橫截面形狀 為等腰梯形，兩個第一凸形模塊2-1對稱的放置在第二中間模塊2-3的兩個斜面上，第一凸 形模塊2-1遠離所述斜面的表面上加工多對沿斜面寬度方向貫通的第一方形楞2-1-1，每 對第一方形楞2-1-1呈八字形設(shè)置，所述一個第一凸形模塊2-1上的一對第一方形楞2-1-1 的兩條方形楞中心線與另一個第一凸形模塊2-1上的對應(yīng)的一對第一方形楞2-1-1的兩條 方形楞中心線匯聚一點，各個第一方形楞2-1-1的高度相等，各個第一方形楞2-1-1的寬度 相等；第三模體3的斜面與第一模體1的一個斜面的外形相配合，其中，第三模體3的斜 面上設(shè)置有多對沿斜面寬度方向貫通的第三方形楞3-1-1，每對第三方形楞3-1-1呈八字 形設(shè)置；將N個第一模體1與N-I個第二模體2相間平鋪并構(gòu)成平板，第二模體2上的多 個第一方形楞2-1-1分別嵌入于相鄰的第一模體1上的多個第一方形槽1-1-1內(nèi)，并與其 間隙配合，所述的平板的兩端分別設(shè)置一個第三模體3，第三模體3上的多個第三方形楞 3-1-1分別嵌入于相鄰的第一模體1上的多個第一方形槽1-1-1內(nèi)，并與其間隙配合；夾板5用于固定N個第一模體1、N-I個第二模體2和兩個第三模體3，所述模體 通過夾板5組合形成平板。本實施方式所述的制備金字塔型點陣夾芯板的模具具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理，能 重復(fù)使用，組裝和拆卸方便的特點，所述的模具中第一模體1上的第一方形槽1-1-1與相 鄰的第二模體2上的第一方形楞2-1-1相匹配，第三方形楞3-1-1與相鄰的第一模體1上 的第一方形槽i-1-i相匹配，能夠通過模具對預(yù)浸料施加成型壓力，增強點陣夾芯板的力 學性能。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
五的不同之處在于所述的每個第 六模體6的橫截面形狀為等腰梯形，所述的每個第一模體1的橫截面形狀為等腰梯形，所述 的每個第二模體2的橫截面形狀為等腰梯形，中心線匯聚一點的四個方形槽中，每相鄰兩 個方形槽之間的夾角均為b，所述b的范圍為60° 120°。
具體實施方式
七下面結(jié)合圖12具體說明本實施方式。應(yīng)用具體實施方式
三或五 所述的模具制備點陣夾芯板的方法，所述的點陣夾芯板的制備過程為步驟一、獲得多條單向預(yù)浸料將片狀單向預(yù)浸料疊加鋪設(shè)，根據(jù)所述模具中陰模 的方形槽的寬度，采用剪刀或者雕刻機將疊加后的片狀單向預(yù)浸料切割成條狀獲得單向預(yù) 浸料，所述的單向預(yù)浸料的長度比第一模塊的方形槽的長度長40 50mm ；步驟二、采用洗模劑或丙酮溶液清洗模具中所有陰模和陽模中每個模體的外表 面，然后將封孔劑和脫模劑依次涂抹在所述外表面上，然后將模具排放成平板狀，并移除所 有陽模；
步驟三、將步驟一中獲得的多條單向預(yù)浸料逐層鋪設(shè)在每個述第一模體1的每個 方形槽內(nèi)形成一束單向預(yù)浸料，每條單向預(yù)浸料的兩端分別從相應(yīng)述第一模體1的方形槽 長度方向上的兩端均勻露出，所有單向預(yù)浸料鋪設(shè)完成之后，在每個方形槽內(nèi)放置一條硅 橡膠，所述的硅橡膠的長度與所述方形槽的長度相等，硅橡膠的寬度與所述方形槽的寬度 相配合，將鋪設(shè)完成的所有第一模塊與陽模合模，然后用夾板將陰模和陽模固定；步驟四、在模具的上、下表面分別鋪放纖維預(yù)浸料層，具體鋪放過程為在模具上、 下表面每鋪放一層纖維預(yù)浸料，所述纖維預(yù)浸料為矩形，將露出的每束單向預(yù)浸料穿過該 層纖維預(yù)浸料，并將每束單向預(yù)浸料均勻分為L份，彎折其中一份單向預(yù)浸料使其平鋪在 該層纖維預(yù)浸料上，繼續(xù)鋪放下一層纖維預(yù)浸料，然后再彎折其中一份單向預(yù)浸料使其平 鋪在該層纖維預(yù)浸料上，重復(fù)上述工作直至L份單向預(yù)浸料全部彎折完成，然后再鋪設(shè)M層 纖維預(yù)浸料，其中，M為大于1的整數(shù)，L為大于3的整數(shù)；步驟五、將步驟四中鋪放纖維預(yù)浸料層后的模具放置在熱壓機內(nèi)，使其固化，所述 的熱壓機內(nèi)部的固化溫度為100 200°C，固化壓力為0. 5 2Mpa，固化時間為1 3小 時；步驟六、拆下夾板，卸下處于模具兩端的陽模，將第一模體1中的第一中間模塊 1-3及第二模塊2中的第二中間模塊2-3抽出，然后逐一移除第一凹形模塊1-1、第二凹形 模塊1-2、第一凸形模塊2-1及第二凸形模塊2-2，完成脫模；步驟七、對步驟六中獲得的加工件進行打磨，獲得點陣夾芯板。本實施方式的步驟三中，所述的方形槽對應(yīng)于制備四面體型點陣夾芯板的模具 時，方形槽為第一方形槽1-1-1及第二方形槽1-2-1，所述的方形槽對應(yīng)于制備金字塔型點 陣夾芯板的模具時，方形槽為第三方形槽6-1-1。由于本實施方式所述的模具的陰模和陽模能夠形成多個方形通孔，采用本實施方 式所述的方法制備四面體型點陣夾芯板或是金字塔型點陣夾芯板，無需人工卷制預(yù)浸料， 只要將切割后的條狀單向預(yù)浸料鋪設(shè)在模具的方形通孔內(nèi)并在條狀單向預(yù)浸料的上方放 置一條硅橡膠即可實現(xiàn)方形桿件的制備，能夠一體化成型四面體型點陣夾芯板或是金字塔 型點陣夾芯板，采用本實施方式所述的方法制備點陣夾芯板，不易對桿件造成損傷。
具體實施方式
八本實施方式是對具體實施方式
七所述的點陣夾芯板的制備過程 中的步驟五的進一步限定，步驟一中單向預(yù)浸料采用3234型號環(huán)氧樹脂時，步驟五中所述 的的固化溫度為120°C，固化壓力為0. 5Mpa,固化間為1. 5小時。
具體實施方式
九本實施方式是對具體實施方式
七所述的點陣夾芯板的制備過程 中的步驟五的進一步限定，步驟一中單向預(yù)浸料采用TDE85型號環(huán)氧樹脂，步驟五中所述 的的固化溫度為175°C，固化壓力為0. 5Mpa,固化間為3小時。
權(quán)利要求
纖維復(fù)合材料點陣夾芯板，它由上復(fù)合材料層合板、下復(fù)合材料層合板和點陣芯子組成，點陣芯子設(shè)置在上復(fù)合材料層合板與下復(fù)合材料層合板之間，點陣芯子由若干根纖維復(fù)合桿件構(gòu)成，所述的纖維復(fù)合桿件的上端與上復(fù)合材料層合板固接，纖維復(fù)合桿件的下端與下復(fù)合材料層合板固接，其特征是所述的纖維復(fù)合桿件是橫截面形狀為長方形的纖維復(fù)合桿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維復(fù)合材料點陣夾芯板，其特征在于所述的纖維復(fù)合材 料點陣夾芯板為四面體型點陣夾芯結(jié)構(gòu)或金字塔型點陣夾芯結(jié)構(gòu)。
3.制備權(quán)利要求1所述的纖維復(fù)合材料點陣夾芯板的模具，其特征是所述纖維復(fù)合 材料點陣夾芯板是四面體型點陣夾芯結(jié)構(gòu)，所述模具由陰模、陽模和夾板(5)組成，所述的 陰模由N個第一模體(1)組成，所述的陽模由N-I個第二模體(2)、第三模體(3)和第四模 體(4)組成，所述第一模體(1)的橫截面形狀為梯形，所述第二模體(2)的橫截面形狀為梯 形，第三模體(3)的橫截面形狀為直角梯形，第四模體(4)的橫截面形狀為直角梯形；所述 第一模體(1)由第一凹形模塊(1-1)、第二凹形模塊(1-2)和第一中間模塊(1-3)組成，第 一中間模塊(1-3)的橫截面形狀為等腰梯形，第一凹形模塊(1-1)及第二凹形模塊(1-2) 對稱的放置在第一中間模塊(1-3)的兩個斜面上，第一凹形模塊(1-1)遠離所述斜面的表 面上加工多對沿斜面寬度方向貫通的第一方形槽(1-1-1)，每對第一方形槽(1-1-1)呈八 字形設(shè)置，第二凹形模塊(1-2)遠離所述斜面的表面上加工多條沿斜面寬度方向貫通的第 二方形槽(1-2-1)，所述第二方形槽(1-2-1)的中心線與對應(yīng)的一對第一方形槽(1-1-1)的 兩條方形槽中心線匯聚一點，各個第一方形槽(1-1-1)的深度與各個第二方形槽(1-2-1) 的深度相等，各個第一方形槽(1-1-1)的寬度與各個第二方形槽(1-2-1)的寬度相等；第二模體(2)的兩個斜面分別與第一模體(1)的兩個斜面的外形相配合，第二模體(2)由第一凸形模塊(2-1)、第二凸形模塊(2-2)和第二中間模塊(2-3)組成，第二中間模 塊(2-3)的橫截面形狀為等腰梯形，第一凸形模塊(2-1)及第二凸形模塊(2-2)對稱的放 置在第二中間模塊(2-3)的兩個斜面上，第一凸形模塊(2-1)遠離所述斜面的表面上加工 多對沿斜面寬度方向貫通的第一方形楞(2-1-1)，每對第一方形楞(2-1-1)呈八字形設(shè)置， 第二凸形模塊(2-2)遠離所述斜面的表面上加工多條沿斜面寬度方向貫通的第二方形楞 (2-2-1)，所述第二方形楞(2-2-1)的中心線與對應(yīng)的一對第一方形楞(2-1-1)的兩條方形 楞中心線匯聚一點，各個第一方形楞(2-1-1)的高度與各個第二方形楞(2-2-1)的高度相 等，各個第一方形楞(2-1-1)的寬度與各個第二方形楞(2-2-1)的寬度相等；第三模體(3)的斜面和第四模體(4)的斜面分別與第一模體(1)的兩個斜面的外 形相配合，其中，第三模體(3)的斜面上設(shè)置有多對沿斜面寬度方向貫通的第三方形楞 (3-1-1)，每對第三方形楞(3-1-1)呈八字形設(shè)置，第四模體(4)的斜面上設(shè)置有多條沿斜 面寬度方向貫通的第四方形楞(4-1-1)；N個第一模體(1)與N-I個第二模體(2)相間平鋪并構(gòu)成平板，第二模體(2)上的多 個第一方形楞(2-1-1)分別嵌入于相鄰的第一模體(1)上的多個第一方形槽(1-1-1)內(nèi)， 并與其間隙配合，第二模體(2)上的多個第二方形楞(2-2-1)分別嵌入于相鄰的第一模體 (1)上的多個第二方形槽(1-2-1)內(nèi)，并與其間隙配合，所述的平板的一端設(shè)置有第三模體(3)，平板的另一端設(shè)置有第四模體(4)，第三模體(3)上的多個第三方形楞(3-1-1)分別嵌 入于相鄰的第一模體(1)上的多個第一方形槽(1-1-1)內(nèi)，第四模體(4)上的多個第四方形楞(4-1-1)分別嵌入于相鄰的第一模體(1)上的多個第二方形槽(1-2-1)內(nèi)，并與其間 隙配合；夾板(5)用于固定N個第一模體(1)、N-I個第二模體(2)、第三模體(3)和第四模體 (4)，所述模體通過夾板(5)組合形成平板，其中，N為大于1的整數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種纖維復(fù)合材料點陣夾芯板的模具，其特征在于所述的 每個第一模體(1)的橫截面形狀為等腰梯形，所述的每個第二模體(2)的橫截面形狀為等 腰梯形，中心線匯聚一點的三個方形槽中，每相鄰兩個方形槽之間的夾角均為a，所述a的 范圍為60° 120°。
5.制備權(quán)利要求1所述的纖維復(fù)合材料點陣夾芯板的模具，其特征是所述纖維復(fù)合 材料點陣夾芯板是金字塔型點陣夾芯結(jié)構(gòu)，所述模具由陰模、陽模和夾板(5)組成，所述的 陰模由N個第一模體(1)組成，所述的陽模由N-I個第二模體(2)和兩個第三模體(3)組 成，所述第一模體(1)的橫截面形狀為梯形，所述第二模體(2)的橫截面形狀為梯形，第三 模體(3)的橫截面形狀為直角梯形；所述第一模體(1)由兩個第一凹形模塊(1-1)和第一中間模塊(1-3)組成，第一中間 模塊(1-3)的橫截面形狀為等腰梯形，兩個第一凹形模塊(1-1)對稱的放置在第一中間模 塊(1-3)的兩個斜面上，第一凹形模塊(1-1)遠離所述斜面的表面上加工多對沿斜面寬度 方向貫通的第一方形槽(1-1-1)，每對第一方形槽(1-1-1)呈八字形設(shè)置，所述一個第一凹 形模塊(1-1)上的一對第一方形槽(1-1-1)的兩條方形槽中心線與另一個第一凹形模塊 (1-1)上的對應(yīng)的一對第一方形槽(1-1-1)的兩條方形槽中心線匯聚一點，各個第一方形 槽(1-1-1)的深度相等，各個第一方形槽(1-1-1)的寬度相等；第二模體(2)的兩個斜面分別與第一模體(1)的兩個斜面的外形相配合，所述第二模 體⑵由兩個第一凸形模塊(2-1)和第二中間模塊(2-3)組成，第二中間模塊(2-3)的橫 截面形狀為等腰梯形，兩個第一凸形模塊(2-1)對稱的放置在第二中間模塊(2-3)的兩個 斜面上，第一凸形模塊(2-1)遠離所述斜面的表面上加工多對沿斜面寬度方向貫通的第一 方形楞(2-1-1)，每對第一方形楞(2-1-1)呈八字形設(shè)置，所述一個第一凸形模塊(2-1)上 的一對第一方形楞(2-1-1)的兩條方形楞中心線與另一個第一凸形模塊(2-1)上的對應(yīng)的 一對第一方形楞(2-1-1)的兩條方形楞中心線匯聚一點，各個第一方形楞(2-1-1)的高度 相等，各個第一方形楞(2-1-1)的寬度相等；第三模體(3)的斜面與第一模體(1)的一個斜面的外形相配合，其中，第三模體(3)的 斜面上設(shè)置有多對沿斜面寬度方向貫通的第三方形楞(3-1-1)，每對第三方形楞(3-1-1) 呈八字形設(shè)置；將N個第一模體(1)與N-I個第二模體(2)相間平鋪并構(gòu)成平板，第二模體(2)上的多 個第一方形楞(2-1-1)分別嵌入于相鄰的第一模體(1)上的多個第一方形槽(1-1-1)內(nèi)， 并與其間隙配合，所述的平板的兩端分別設(shè)置一個第三模體(3)，第三模體(3)上的多個第 三方形楞(3-1-1)分別嵌入于相鄰的第一模體(1)上的多個第一方形槽(1-1-1)內(nèi)，并與 其間隙配合；夾板(5)用于固定N個第一模體(1)、N-I個第二模體(2)和兩個第三模體(3)，所述 模體通過夾板(5)組合形成平板。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種纖維復(fù)合材料點陣夾芯板的模具，其特征在于所述的 每個第一模體(1)的橫截面形狀為等腰梯形，所述的每個第二模體(2)的橫截面形狀為等 腰梯形，中心線匯聚一點的四個方形槽中，每相鄰兩個方形槽之間的夾角均為b，所述b的 范圍為60° 120°。
7.應(yīng)用權(quán)利要求3或5所述的模具制備點陣夾芯板的方法，其特征是所述的點陣夾 芯板的制備過程為步驟一、獲得多條單向預(yù)浸料將片狀單向預(yù)浸料疊加鋪設(shè)，根據(jù)所述模具中陰模的 方形槽的寬度，采用剪刀或者雕刻機將疊加后的片狀單向預(yù)浸料切割成條狀獲得單向預(yù)浸 料，所述的單向預(yù)浸料的長度比第一模塊的方形槽的長度長40 50mm ；步驟二、采用洗模劑或丙酮溶液清洗模具中所有陰模和陽模中每個模體的外表面，然 后將封孔劑和脫模劑依次涂抹在所述外表面上，然后將模具排放成平板狀，并移除所有陽 模；步驟三、將步驟一中獲得的多條單向預(yù)浸料逐層鋪設(shè)在每個述第一模體(1)的每個方 形槽內(nèi)形成一束單向預(yù)浸料，每條單向預(yù)浸料的兩端分別從相應(yīng)述第一模體(1)的方形槽 長度方向上的兩端均勻露出，所有單向預(yù)浸料鋪設(shè)完成之后，在每個方形槽內(nèi)放置一條硅 橡膠，所述的硅橡膠的長度與所述方形槽的長度相等，硅橡膠的寬度與所述方形槽的寬度 相配合，將鋪設(shè)完成的所有第一模塊與陽模合模，然后用夾板將陰模和陽模固定；步驟四、在模具的上、下表面分別鋪放纖維預(yù)浸料層，具體鋪放過程為在模具上、下表 面每鋪放一層纖維預(yù)浸料，所述纖維預(yù)浸料為矩形，將露出的每束單向預(yù)浸料穿過該層纖 維預(yù)浸料，并將每束單向預(yù)浸料均勻分為L份，彎折其中一份單向預(yù)浸料使其平鋪在該層 纖維預(yù)浸料上，繼續(xù)鋪放下一層纖維預(yù)浸料，然后再彎折其中一份單向預(yù)浸料使其平鋪在 該層纖維預(yù)浸料上，重復(fù)上述工作直至L份單向預(yù)浸料全部彎折完成，然后再鋪設(shè)M層纖維 預(yù)浸料，其中，M為大于1的整數(shù)，L為大于3的整數(shù)；步驟五、將步驟四中鋪放纖維預(yù)浸料層后的模具放置在熱壓機內(nèi)，使其固化，所述的熱 壓機內(nèi)部的固化溫度為100 200°C，固化壓力為0. 5 2Mpa，固化時間為1 3小時；步驟六、拆下夾板，卸下處于模具兩端的陽模，將第一模體(1)中的第一中間模塊 (1-3)及第二模塊(2)中的第二中間模塊(2-3)抽出，然后逐一移除第一凹形模塊(1-1)、 第二凹形模塊(1-2)、第一凸形模塊(2-1)及第二凸形模塊(2-2)，完成脫模； 步驟七、對步驟六中獲得的加工件進行打磨，獲得點陣夾芯板。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種制備點陣夾芯板的方法，其特征在于步驟一中單向預(yù) 浸料采用3234型號環(huán)氧樹脂時，步驟五中所述的的固化溫度為120°C，固化壓力為0. 5Mpa, 固化間為1.5小時。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用權(quán)利要求4所述的模具制備點陣夾芯板的方法，其特 征在于步驟一中單向預(yù)浸料采用TDE85型號環(huán)氧樹脂，步驟五中所述的的固化溫度為 175°C，固化壓力為0. 5Mpa，固化間為3小時。
全文摘要
纖維復(fù)合材料點陣夾芯板及制備該點陣夾芯板的模具及應(yīng)用該模具制備點陣夾芯板的方法，它涉及一種點陣夾芯板及制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的剛性模具成型的復(fù)合材料點陣夾芯板無法給芯子部分桿件施加壓力的問題。所述的點陣夾芯板的纖維復(fù)合桿件是橫截面形狀為長方形；所述模具中相鄰模體間能夠形成多個方形通孔。所述制備點陣夾芯板的方法為一、獲得多條單向預(yù)浸料；二、清洗模具；三、將單向預(yù)浸料鋪設(shè)在方形槽內(nèi)；四、鋪設(shè)纖維預(yù)浸料層；五、將方形硅橡膠鋪在預(yù)浸料層表面；六、熱壓成型；七、脫模；八、獲得點陣夾芯板。所述點陣夾芯板可用于航空航天、航海、建筑等領(lǐng)域，其力學性能強且質(zhì)量輕，能起到輕質(zhì)多功能的效果。
文檔編號B29C41/20GK101966763SQ20101027696
公開日2011年2月9日 申請日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
發(fā)明者吳林志, 熊健, 王孟孟, 馬力, 齊學飛 申請人:哈爾濱工業(yè)大學