热塑性芯材的生产方法和生产设备技术

本发明专利技术公开了一种热塑性芯材的生产方法和生产设备，生产方法包括：持续输出沿流水线输出方向(X)依次排布且沿宽边输出方向(Y)呈带状延伸的多个片材单元(30)，其中至少部分的片材单元上形成有几何形状体(104)；将各个片材单元翻转预设角度，使得翻转后的片材单元的长度方向(L)保持沿宽边输出方向，片材单元的宽度方向(W)与流水线输出方向之间形成夹角(a)；沿流水线输出方向将各个片材单元层叠拼接成单元组合体(100)。生产设备包括挤出模具(1)、蜂窝成型组件(2)、裁切组件(4)、导向定位组件(5)及胶枪(3)等。本发明专利技术的生产方法和设备能够低成本、大批量生产出适于对结构强度要求苛刻、功能要求多样化的应用领域的热塑性芯材。

Production Method and Equipment of Thermoplastic Core Material

【技术实现步骤摘要】
热塑性芯材的生产方法和生产设备
本专利技术涉及材料成型
，具体地，涉及一种热塑性材料及其生产方法和生产设备。
技术介绍
由热塑性芯材形成的热塑性三明治复合材料的质量轻、强度高，具备优异的比强度、可设计性、可回收利用等优点，在轻载货运、冷链物流、建筑模板和航空物流等领域有广泛应用。然而，市面上的热塑性芯材的类型很少，大致有两类，一种是圆管蜂窝芯结构，另一者是半封闭折叠蜂窝结构。前者通过挤出较厚壁厚的单根圆管，吹塑形成壁厚小的薄管，将多根薄管叠加成坨后放入烘箱中，加热粘接形成蜂窝体结构。后者通过在持续输出的平面片材上通过吸塑等工艺产生塑性形变，从而形成半蜂窝结构，进而可沿设定方向相互折叠成蜂窝体结构。前者的工艺简单，但生产不连续，生产效率低成本高。后者虽然工艺生产连续，但物料浪费较多。尤其重要的是，二者的生产工艺中存在吹塑或吸塑过程，导致制件壁厚较薄，无法填充结构填料或功能填料，或者填充填料后容易在后续工艺过程中产生填料破壁，从而导致现有的热塑性芯材在增强结构强度及功能需求多样化方面存在瓶颈。现有生产方式难以在兼顾加工工艺、加工效率和加工成本等情况下，批量化生产出符合需求轻质、重载本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.热塑性芯材的生产方法，包括：持续输出沿流水线输出方向(X)依次排布且沿宽边输出方向(Y)呈带状延伸的多个片材单元(30)，其中至少部分的所述片材单元(30)的片材表面上形成有沿所述宽边输出方向(Y)重复呈现的非闭合的几何形状体(104)；将各个所述片材单元(30)翻转预设角度，使得翻转后的所述片材单元(30)的长度方向(L)保持沿所述宽边输出方向(Y)，所述片材单元(30)的宽度方向(W)与所述流水线输出方向(X)之间形成夹角(a)；沿所述流水线输出方向(X)将各个所述片材单元(30)层叠拼接成单元组合体(100)。

【技术特征摘要】
1.热塑性芯材的生产方法，包括：持续输出沿流水线输出方向(X)依次排布且沿宽边输出方向(Y)呈带状延伸的多个片材单元(30)，其中至少部分的所述片材单元(30)的片材表面上形成有沿所述宽边输出方向(Y)重复呈现的非闭合的几何形状体(104)；将各个所述片材单元(30)翻转预设角度，使得翻转后的所述片材单元(30)的长度方向(L)保持沿所述宽边输出方向(Y)，所述片材单元(30)的宽度方向(W)与所述流水线输出方向(X)之间形成夹角(a)；沿所述流水线输出方向(X)将各个所述片材单元(30)层叠拼接成单元组合体(100)。2.根据权利要求1所述的热塑性芯材的生产方法，其中，持续输出沿流水线输出方向(X)依次排布且沿宽边输出方向(Y)呈带状延伸的多个片材单元(30)包括：沿所述流水线输出方向(X)持续输出平整的片材(10)；将所述片材(10)加工成沿所述流水线输出方向(X)依次排布的多个所述片材单元(30)。3.根据权利要求2所述的热塑性芯材的生产方法，其中，将所述片材(10)加工成沿所述流水线输出方向(X)依次排布的多个所述片材单元(30)包括：在所述片材(10)的至少部分的片材表面上加工出沿所述宽边输出方向(Y)重复呈现的非闭合的所述几何形状体(104)；沿所述宽边输出方向(Y)切割所述片材(10)，以形成沿所述流水线输出方向(X)等宽的多个带状的所述片材单元(30)。4.根据权利要求3所述的热塑性芯材的生产方法，其中，在所述片材(10)的整个片材表面上加工出所述几何形状体(104)，所述几何形状体沿所述流水线输出方向(X)连续延伸以形成几何形状带。5.根据权利要求2所述的热塑性芯材的生产方法，其中，将所述片材(10)加工成沿所述流水线输出方向(X)依次排布的多个所述片材单元(30)包括：沿所述片材(10)的宽边输出方向(Y)切割所述片材(10)，以形成沿所述流水线输出方向(X)依次排布的等宽的多个片材单元带(20)；在至少部分的所述片材单元带(20)的片材表面上分别加工出沿所述宽边输出方向(Y)重复呈现的非闭合的几何形状体(104)。6.根据权利要求1所述的热塑性芯材的生产方法，其中，持续输出沿流水线输出方向(X)依次排布且沿宽边输出方向(Y)呈带状延伸的多个片材单元(30)包括：沿所述流水线输出方向(X)持续输出片状的型材(10’)，所述型材(10’)的整个片材表面上成型有沿所述宽边输出方向(Y)重复呈现的非闭合的所述几何形状体(104)，所述几何形状体(104)沿所述流水线输出方向(X)连续延伸以形成几何形状带；沿所述宽边输出方向(Y)切割所述型材(10’)，以形成沿所述流水线输出方向(X)等宽的多个所述片材单元(30)。7.根据权利要求3～6中任意一项所述的热塑性芯材的生产方法，其中，所述片材(10)或型材(10’)的输出加工方式为挤出、压延、流延或辊压加工，和/或，所述几何形状体(104)的加工方式为辊式模具挤压、板状模具挤压或链式模具挤压。8.根据权利要求3～6中任意一项所述的热塑性芯材的生产方法，其中，所述方法还包括：对所述几何形状体(104)的接触表面涂覆胶接层。9.根据权利要求1所述的热塑性芯材的生产方法，其中，在持续输出沿流水线输出方向(X)依次排布且沿宽边输出方向(Y)呈带状延伸的多个片材单元(30)时，所述几何形状体(104)形成为垂直于所述片材单元(30)的片材表面呈隆起状的几何凸起部，所述几何凸起部中形成有沿所述流水线输出方向(X)轴向贯通且在所述片材表面呈非闭合状的几何内孔(105)。10.根据权利要求1所述的热塑性芯材的生产方法，其中，在将各个所述片材单元(30)翻转预设角度时，将所述片材单元(30)围绕沿所述宽边输出方向(Y)的旋转轴线(PP’)依次翻转所述预设角度，所述宽度方向(W)与所述流水线输出方向(X)之间的所述夹角(a)与所述预设角度的大小相同且均为20°～160°。11.根据权利要求10所述的热塑性芯材的生产方法，其中，使任意相邻的两个所述片材单元(30)的翻转方向相反且翻转的所述预设角度均为90°，翻转后的各个所述片材单元(30)呈板板对置式的格栅板状分布。12.根据权利要求1所述的热塑性芯材的生产方法，其中，沿所述流水线输出方向(X)将各个所述片材单元(30)层叠拼接成单元组合体(100)包括：沿所述宽边输出方向(Y)移动调整所述片材单元(30)，使得层叠拼接成的所述单元组合体(100)中包括通过所述几何形状体(104)拼接形成并沿所述宽边输出方向(Y)依次分布的多个轴孔结构，所述轴孔结构包括轴向贯通孔(101)和围绕所述轴向贯通孔(101)的周向封闭的轴孔周壁。13.根据权利要求1所述的热塑性芯材的生产方法，其中，沿所述流水线输出方向(X)将各个所述片材单元(30)层叠拼接成单元组合体(100)包括：使得任意相邻的所述片材单元(30)之间的接触部熔融粘接以连接成所述单元组合体(100)。14.根据权利要求13所述的热塑性芯材的生产方法，其中，所述片材单元(30)之间的熔融粘接方式为热熔拼接、超声拼接或红外拼接。15.根据权利要求1所述的热塑性芯材的生产方法，其中，所述生产方法还包括：使得当所述片材(10)的片材表面的垂直方向为承受压缩载荷方向时，所述单元组合体(100)的材料体积利用率不低于60％，优选的，材料体积利用率不低于80％；和/或，在所述单元组合体(100)的平行于所述片材(10)的片材表面的芯材横截面上，平面空隙率不低于40％，进一步的，所述平面空隙率不低于60％。16.根据权利要求1所述的热塑性芯材的生产方法，其中，所述片材单元(30)的厚度不小于0.1mm。17.根据权利要求16所述的热塑性芯材的生产方法，其中，所述单元组合体(100)中包括通过所述几何形状体(104)拼接形成的多个轴孔结构，所述轴孔结构包括轴向贯通孔(101)和围绕所述轴向贯通孔(101)的周向封闭的轴孔周壁，任意形状的所述轴向贯通孔(101)的外接圆的直径不小于1mm。18.根据权利要求16所述的热塑性芯材的生产方法，其中，所述单元组合体(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志成，梁文斌，马伊，文成玉，
申请(专利权)人：国家能源投资集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11