含微穿孔面板的蜂窝夹层结构的制备方法、设备及结构技术

本发明专利技术公开了一种含微穿孔面板的蜂窝夹层结构的制备方法及设备。属于复合材料夹层结构的制造领域。所述方法包括：选择蜂窝基体、选择胶膜、制备微穿孔面板及刚性背板、准备专用针辊、胶膜使用前进行预破孔、破孔、组合、固化等步骤，得到最终的夹层结构。本发明专利技术技术方案制备的微穿孔面板夹层结构可用于消声领域。本发明专利技术保证了粘接质量的同时避免了面板微孔被胶膜堵塞。

Preparation method, equipment and structure of honeycomb sandwich structure with micro-perforated panel

The invention discloses a preparation method and a device for a honeycomb sandwich structure with a microperforated panel. The invention belongs to the manufacturing field of composite sandwich structure. The method comprises the following steps: selecting honeycomb matrix, selecting film, preparing micro-perforated panel and rigid back plate, preparing special needle roller, pre-perforation, perforation, combination and solidification before the film is used to obtain the final sandwich structure. The micro-perforated panel sandwich structure prepared by the technical scheme of the invention can be used in the field of noise elimination. The invention guarantees the bonding quality and avoids the clogging of the panel micropore by the film.

【技术实现步骤摘要】
含微穿孔面板的蜂窝夹层结构的制备方法、设备及结构
本专利技术属于功能蜂窝制造技术，涉及一种含微穿孔面板的蜂窝夹层结构的制备方法、设备及结构。
技术介绍
为了降低飞机发动机结构的噪声，目前的降噪技术多采用由微穿孔面板/蜂窝复合制备的夹芯材料消声结构，其特征是蜂窝与微穿孔板粘接，配合刚性背板构成的复合结构。其消声原理是，通过在面板上规则分布的孔洞将外部声波吸收传导进入蜂窝结构，声波在蜂窝内部反射、折射、穿过和吸收，而不再通过进入的孔洞传导出去，从而实现结构降噪的目的。这种消音蜂窝技术，通过特制的群钻机械在面板上开孔，利用胶膜与蜂窝材料组成复合夹芯结构。通过穿孔面板的设计、改变蜂窝结构尺寸以及夹芯层数设计等途径，适应不同的声噪环境。该结构制备的最大难点是避免微孔在粘接过程中被堵住。因为传统的蜂窝夹层结构制备方法是采用胶膜将面板与蜂窝芯进行粘接，具体方法是分别在蜂窝的两端依次铺放胶膜、面板，然后将组合后的结构进行高温处理，得到整体的夹层结构。为了避免胶膜将微穿孔堵塞，通常的做法是在固化前将孔眼对应位置的胶膜扎破，并配合热风将孔眼正下方及周边的胶膜吹开。为了提高效率，该方法往往需要制备专用的破孔工装，穿孔面板的规格一旦改变，破孔工装就需要重新制作，成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的就是解决以上技术中存在的问题，并为此提供一种含微穿孔面板的蜂窝夹层结构的制备方法及设备，该方法既能保证胶结质量又可以避免微穿孔面板上的孔眼被堵塞。为实现以上技术目的，本专利技术的技术方案如下：一种含微穿孔面板夹层结构的制备方法，包括以下步骤:1）选择蜂窝基体：蜂窝基体选自芳纶纸蜂窝、玻璃布蜂窝、铝蜂窝或者植物纤维蜂窝，蜂窝的深度h=5mm～500mm，蜂窝单元的边长L=2mm～8mm；2）选择胶膜：胶膜可以为环氧胶膜、双马胶膜或聚酰亚胺胶膜，胶膜的厚度t=0.02mm-0.15mm；3）制备微穿孔面板及刚性背板：选择或制备0.2mm-10mm厚的面板和刚性背板各一块，将面板通过激光打孔或机械钻孔的方式加工成微穿孔面板，微孔直径0.1mm-3mm，穿孔率2%-20%；4）准备专用针辊：针辊中的针呈正三角形排列，针与针之间的间距为1.732倍的蜂窝孔格边长，针辊的直径为0.1mm-0.5mm，长度大于10mm，前端为尖针状；5）胶膜使用前进行预破孔：采用步骤4）所述的针辊在胶膜表面进行扎眼，针与针之间的间隔由所用蜂窝孔格的边长决定，预破孔后的胶膜铺放在蜂窝上后以每个孔格中央均有一个孔眼为准；然后将铺放了胶膜的蜂窝进行破孔，破孔温度为150℃-250℃，破孔时间为20s-60s；6）将蜂窝集体与微穿孔前面板及刚性背板进行组合、固化，得到最终的夹层结构。作为优选，所述步骤5）中铺放了胶膜的蜂窝在烘箱中进行破孔。一种用于预破孔的专用设备，该专用设备为针辊型式，针辊中所用的针呈正三角形排列，针与针之间的间距为1.732倍的蜂窝孔格边长。针的直径为0.1mm-0.5mm，长度大于10mm，前端为尖针状。一种采用上面所述方法制备的含微穿孔面板夹层结构，包括微穿孔前面板、蜂窝基体及刚性背板。本专利技术的有益效果为：含微穿孔面板的夹层结构主要用作消声结构，故其面板上的微穿孔为功能性穿孔，制备过程中不允许被堵塞。本专利技术利用蜂窝的镂空结构以及胶膜的受热收缩特性，将胶膜收缩至蜂窝壁处再进行胶结，保证了微穿孔不被堵塞，避免了传统方法费时费力且成本高的缺点。附图说明图1为本专利技术一种含微穿孔面板的蜂窝夹层结构的制备方法的流程示意图；图2为本专利技术一种含微穿孔面板的蜂窝夹层结构的制备方法中铺放了预破孔胶膜的蜂窝基体；图3为本专利技术一种含微穿孔面板的蜂窝夹层结构的制备方法中破孔后的胶膜及蜂窝基体；图中附图标记如下：11—预破孔的胶膜，12—破孔的胶膜，2—蜂窝基体，3—预破孔。具体实施方式为了使本专利技术更容易被清楚理解，以下结合附图和实施例对本专利技术的技术方案作以详细说明。如图1所示的一种含微穿孔面板夹层结构的制备方法，包括以下步骤：1）选择蜂窝基体：蜂窝基体选自芳纶纸蜂窝、玻璃布蜂窝、铝蜂窝或者植物纤维蜂窝，蜂窝的深度h=5mm～500mm，蜂窝单元的边长L=2mm～8mm；2）选择胶膜：胶膜可以为环氧胶膜、双马胶膜或聚酰亚胺胶膜，胶膜的厚度t=0.02mm-0.15mm；3）制备微穿孔面板及刚性背板：选择或制备0.2mm-10mm厚的面板和刚性背板各一块，将面板通过激光打孔或机械钻孔的方式加工成微穿孔面板，微孔直径0.1mm-3mm，穿孔率2%-20%；4）准备专用针辊：针辊中的针呈正三角形排列，针与针之间的间距为1.732倍的蜂窝孔格边长，针辊的直径为0.1mm-0.5mm，长度大于10mm，前端为尖针状；5）胶膜使用前进行预破孔：如图2、图3所示，采用步骤4）所述的针辊在胶膜表面进行扎眼，针与针之间的间隔由所用蜂窝孔格的边长决定，预破孔后的胶膜铺放在蜂窝上后以每个孔格中央均有一个孔眼为准；然后将铺放了胶膜的蜂窝进行破孔，破孔温度为150℃-250℃，破孔时间为20s-60s；图2是本专利技术一种含微穿孔面板的蜂窝夹层结构的制备方法中铺放了预破孔胶膜11的蜂窝基体2，预破孔胶膜11上分布有预破孔3；图3中可以看到破孔的胶膜12及蜂窝基体2。6）将蜂窝集体与微穿孔前面板及刚性背板进行组合、固化，得到最终的夹层结构。步骤5）中铺放了胶膜的蜂窝可以在烘箱中进行破孔。上述步骤中提到的一种用于预破孔的专用设备为针辊型式，针辊中所用的针呈正三角形排列，针与针之间的间距为1.732倍的蜂窝孔格边长。针的直径为0.1mm-0.5mm，长度大于10mm，前端为尖针状。采用上面所述方法制备的含微穿孔面板夹层结构，包括微穿孔前面板、蜂窝基体以及刚性背板。实施例1：1）选择蜂窝基体：选择中航复材生产的NH-5.5-48、高度为40mm的芳纶纸蜂窝芯一张，备用。2）选择胶膜：选择黑龙江石化研究院生产的J-116环氧胶膜，胶膜的厚度t=0.4mm；3）制备微穿孔面板及刚性背板：选择0.5mm厚的玻璃钢板两块，其中一块作为刚性背板，另一块采用机械钻孔加工成微穿孔面板，穿孔率5%，孔径为1.0mm；4）制备专用针辊：针辊中的针呈正三角形排列，针与针之间的间距为9.526mm，针直径为0.2mm，长度15mm；5）胶膜破孔：利用针辊对胶膜进行预破孔，然后将胶膜铺放在蜂窝上，铺放时尽量使胶膜上的预破孔位于蜂窝孔格的中央位置。然后将铺放了胶膜的蜂窝放在高温下进行破孔，破孔温度为150℃，破孔时间为30s；6）将蜂窝与微穿孔面板及刚性板进行组合、130℃下固化2小时，得到最终的夹层结构。实施例2：1）选择蜂窝基体：选择中航复材生产的NRH-5-48、高度为20mm的芳纶纸蜂窝芯一张，备用。2）选择胶膜：选择黑龙江石化研究院生产的J-154环氧胶膜，胶膜的厚度t=0.3mm；3）制备微穿孔面板及刚性背板：选择1.0mm厚的玻璃钢板两块，其中一块作为刚性背板，另一块采用机械钻孔加工成微穿孔面板，穿孔率5%，孔径为1.0mm；4）制备专用针辊：针辊中的针呈正三角形排列，针与针之间的间距为8.66mm，针直径为0.2mm，长度15mm；5）胶膜破孔：利用针辊对胶膜进行预破孔，然后将胶膜铺放在蜂窝上，铺放时尽量使胶膜上的预本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含微穿孔面板夹层结构的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）选择蜂窝基体：蜂窝基体选自芳纶纸蜂窝、玻璃布蜂窝、铝蜂窝或者植物纤维蜂窝，蜂窝的深度h=5mm～500mm，蜂窝单元的边长L=2mm～8mm；2）选择胶膜：胶膜可以为环氧胶膜、双马胶膜或聚酰亚胺胶膜，胶膜的厚度t=0.02mm‑0.15mm；3）制备微穿孔面板及刚性背板：选择或制备0.2mm‑10mm厚的面板和刚性背板各一块，将面板通过激光打孔或机械钻孔的方式加工成微穿孔面板，微孔直径0.1mm‑3mm，穿孔率2%‑20%；4）准备专用针辊：针辊中的针呈正三角形排列，针与针之间的间距为1.732倍的蜂窝孔格边长，针辊的直径为0.1mm‑0.5mm，长度大于10mm，前端为尖针状；5）胶膜使用前进行预破孔：采用步骤4）所述的针辊在胶膜表面进行扎眼，针与针之间的间隔由所用蜂窝孔格的边长决定，预破孔后的胶膜铺放在蜂窝上后以每个孔格中央均有一个孔眼为准；然后将铺放了胶膜的蜂窝进行破孔，破孔温度为150℃‑250℃，破孔时间为20s‑60s；6）将蜂窝集体与微穿孔前面板及刚性背板进行组合、固化，得到最终的夹层结构。

【技术特征摘要】
1.一种含微穿孔面板夹层结构的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）选择蜂窝基体：蜂窝基体选自芳纶纸蜂窝、玻璃布蜂窝、铝蜂窝或者植物纤维蜂窝，蜂窝的深度h=5mm～500mm，蜂窝单元的边长L=2mm～8mm；2）选择胶膜：胶膜可以为环氧胶膜、双马胶膜或聚酰亚胺胶膜，胶膜的厚度t=0.02mm-0.15mm；3）制备微穿孔面板及刚性背板：选择或制备0.2mm-10mm厚的面板和刚性背板各一块，将面板通过激光打孔或机械钻孔的方式加工成微穿孔面板，微孔直径0.1mm-3mm，穿孔率2%-20%；4）准备专用针辊：针辊中的针呈正三角形排列，针与针之间的间距为1.732倍的蜂窝孔格边长，针辊的直径为0.1mm-0.5mm，长度大于10mm，前端为尖针状；5）胶膜使用前进行预破孔：采用步骤4）所述的针辊...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪双英，史湘宁，刘杰，许健翔，郝巍，
申请(专利权)人：中航复合材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11