一种轻质抗暴点阵三明治板及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种轻质抗暴点阵三明治板及其制备方法，属于材料制备技术领域。本发明专利技术中，提高单纯的金属点阵三明治板的抗暴性能需要提高相对相对密度，但是金属(特别是钢)相对密度很大，所以提高相对密度的代价较高，将聚氨酯泡沫填充体填充于金属点阵三明治板里，能够利用金属点阵与聚氨酯泡沫相互之间的约束作用，在提高抗暴性能的同时减小提高相对相对密度的代价，从而实现轻质抗暴的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种轻质抗暴点阵三明治板及其制备方法
本专利技术涉及材料制备
，尤其涉及一种轻质抗暴点阵三明治板及其制备方法。
技术介绍
目前在抗暴吸能领域，提高单位质量的抗暴吸能能力主要是通过使用材料或者多孔结构。点阵结构就属于多孔材料的一种。但是单一的金属点阵结构要想提高抗暴吸能性能就会在一定程度上提高了相对密度，在提高单位质量的抗暴吸能能力上并没有很明显的提高，即现有技术中没有兼顾轻质和抗暴性能的板材。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种轻质抗暴点阵三明治板及其制备方法。本专利技术提供的轻质抗暴点阵三明治板兼顾轻质和抗暴性能。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种轻质抗暴点阵三明治板，包括上金属面板和下金属面板，所述上金属面板和下金属面板之间均匀分布有金字塔型金属点阵胞元，所述上金属面板的下表面与金字塔型金属点阵胞元的上表面粘连，所述下金属面板的上表面与金字塔型金属点阵胞元的下表面粘连，所述金字塔型金属点阵胞元之间、金字塔型金属点阵胞元与上金属面板和下金属面板的空隙由聚氨酯泡沫填充体填充。优选地，所述轻质抗暴点阵三明治板的层数为多层。优选地，所述上金属面板和下金属面板的材质均为钢。优选地，所述金字塔型金属点阵胞元的中心的间距为50～100mm。优选地，所述金字塔型金属点阵胞元的相对密度为0.05～0.3。本专利技术还提供了上述技术方案所述轻质抗暴点阵三明治板的制备方法，包括以下步骤：在下金属面板上进行电弧3D打印，得到金字塔型金属点阵胞元；利用电弧3D打印，将所述金字塔型金属点阵胞元与上金属面板连接，得到半成品；将聚氨酯发泡剂填充在所述半成品的空隙中，得到所述轻质抗暴点阵三明治板。优选地，所述在下金属面板上进行电弧3D打印的具体过程为：进行电弧3D打印，在所述下金属面板上得到四根斜杆，以形成金字塔型金属点阵胞元。优选地，所述利用电弧3D打印，将所述金字塔型金属点阵胞元与上金属面板连接的具体过程为：利用电弧预热所述四根斜杆的上端部，使所述四根斜杆的上端部呈现熔融状态，形成节点，然后将上金属面板开锥形孔，将所述节点与锥形孔配合后，实现所述金字塔型金属点阵胞元与上金属面板连接。优选地，所述开锥形孔后，增大电弧力，同时机床沿着圆周轨迹运动，使丝材进行机械搅拌，使得熔池能充分铺开，形成沉积层。优选地，所述在下金属面板上进行电弧3D打印时的参数包括：初始阶段峰值电流为250～300A，占空比为10～16％，基值电流为4～6A，层高0.3～0.6mm，机床移动速度500～1000cm/min。本专利技术提供了一种轻质抗暴点阵三明治板，包括上金属面板和下金属面板，所述上金属面板和下金属面板之间均匀分布有金字塔型金属点阵胞元，所述上金属面板的下表面与金字塔型金属点阵胞元的上表面粘连，所述下金属面板的上表面与金字塔型金属点阵胞元的下表面粘连，所述金字塔型金属点阵胞元之间、金字塔型金属点阵胞元与上金属面板和下金属面板的空隙由聚氨酯泡沫填充体填充。本专利技术中，提高单纯的金属点阵三明治板的抗暴性能需要提高相对密度，但是金属(特别是钢)相对密度很大，所以提高相对密度的代价较高，将聚氨酯泡沫填充体填充于金属点阵三明治板里能够利用金属点阵与聚氨酯泡沫相互之间的约束作用，在提高抗暴性能的同时减小提高相对密度的代价，从而实现轻质抗暴的性能。实施例的数据表明，本专利技术提供的上金属面板厚度为4mm，下金属面板厚度为2mm，金字塔型金属点阵胞元厚度为23mm，长宽均为1m的轻质抗暴点阵三明治板，与质量和长宽相同但厚度不同的实心钢板相比，在爆距为1m的4kgTNT当量的爆炸载荷下，本专利技术提供的轻质抗暴点阵三明治板的变形值是后者的50％，本专利技术提供的上金属面板厚度为3mm，下金属面板厚度为4mm，金字塔型金属点阵胞元厚度为30mm，长宽均为42m的轻质抗暴点阵三明治板，与质量和长宽相同但厚度不同的实心钢板相比，在爆距为1m的4kgTNT当量的爆炸载荷下，本专利技术提供的轻质抗暴点阵三明治板的变形值是后者的40％，说明显著地提高了单位质量的抗暴性能，达到了轻质抗暴的目的。进一步地，本专利技术还提供了一种轻质抗暴点阵三明治板的制备方法，使用电弧3D打印方法制造金字塔型金属点阵胞元，材料利用率高，能够高效低成本地完成金字塔型金属点阵胞元的制造，解决了现有制造金属点阵三明治板的方法材料利用率低，加工成本高的问题；使用电弧3D打印方法完成金字塔型金属点阵胞元与上金属面板的连接，连接质量较高，避免了现有技术使用钎焊或者胶接的方式连接点阵和面板的连接质量较差；使用聚氨酯发泡剂填充点阵三明治板的空隙，操作简单，且不需要额外密封点阵三明治板的零件，避免了现有技术中密封三侧再进行聚氨酯发泡液灌入的方法并不适合用于大尺寸点阵三明治板，密封大尺寸点阵三明治板的三侧操作并在未密封一侧灌入聚氨酯发泡液操作上较为困难的问题。附图说明图1为本专利技术提供的轻质抗暴点阵三明治板的结构示意图，其中1为金属面板；2为金字塔型金属点阵胞元，3为聚氨酯泡沫填充体。具体实施方式本专利技术提供了一种轻质抗暴点阵三明治板，包括上金属面板和下金属面板，所述上金属面板和下金属面板之间均匀分布有金字塔型金属点阵胞元，所述上金属面板的下表面与金字塔型金属点阵胞元的上表面粘连，所述下金属面板的上表面与金字塔型金属点阵胞元的下表面粘连，所述金字塔型金属点阵胞元之间、金字塔型金属点阵胞元与上金属面板和下金属面板的空隙由聚氨酯泡沫填充体填充。图1为本专利技术提供的轻质抗暴点阵三明治板的结构示意图，其中1为金属面板；2为金字塔型金属点阵胞元，3为聚氨酯泡沫填充体，所述金属面板包括上金属面板和下金属面板。在本专利技术中，所述轻质抗暴点阵三明治板的层数优选为多层。在本专利技术中，所述上金属面板和下金属面板的材质均优选为钢。在本专利技术中，所述金字塔型金属点阵胞元的中心的优选间距为50～100mm，更优选为75～98mm。在本专利技术中，所述金字塔型金属点阵胞元的相对密度优选为0.05～0.3，更优选为0.14。在本专利技术中，所述金字塔型金属点阵胞元的材质优选为钢。在本专利技术的具体实施例中，所述上金属面板的厚度优选为4mm，下金属面板的厚度优选为2mm，金字塔型金属点阵胞元的厚度优选为23mm或所述上金属面板厚度为3mm，下金属面板厚度为4mm，金字塔型金属点阵胞元厚度为30mm，长宽均为42m。本专利技术还提供了上述技术方案所述轻质抗暴点阵三明治板的制备方法，包括以下步骤：在下金属面板上进行电弧3D打印，得到金字塔型金属点阵胞元；利用电弧3D打印，将所述金字塔型金属点阵胞元与上金属面板连接，得到半成品；将聚氨酯发泡剂填充在所述半成品的空隙中，得到所述轻质抗暴点阵三明治板。本专利技术在下金属面板上进行电弧3D打印，得到金字塔型金属点阵胞元。在本专利技术中，所述在下金属面板上进行电弧3D打印的具体过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轻质抗暴点阵三明治板，其特征在于，包括上金属面板和下金属面板，所述上金属面板和下金属面板之间均匀分布有金字塔型金属点阵胞元，所述上金属面板的下表面与金字塔型金属点阵胞元的上表面粘连，所述下金属面板的上表面与金字塔型金属点阵胞元的下表面粘连，所述金字塔型金属点阵胞元之间、金字塔型金属点阵胞元与上金属面板和下金属面板的空隙由聚氨酯泡沫填充体填充。/n

【技术特征摘要】
1.一种轻质抗暴点阵三明治板，其特征在于，包括上金属面板和下金属面板，所述上金属面板和下金属面板之间均匀分布有金字塔型金属点阵胞元，所述上金属面板的下表面与金字塔型金属点阵胞元的上表面粘连，所述下金属面板的上表面与金字塔型金属点阵胞元的下表面粘连，所述金字塔型金属点阵胞元之间、金字塔型金属点阵胞元与上金属面板和下金属面板的空隙由聚氨酯泡沫填充体填充。


2.根据权利要求1所述的轻质抗暴点阵三明治板，其特征在于，所述轻质抗暴点阵三明治板的层数为多层。


3.根据权利要求1所述的轻质抗暴点阵三明治板，其特征在于，所述上金属面板和下金属面板的材质均为钢。


4.根据权利要求1所述的轻质抗暴点阵三明治板，其特征在于，所述金字塔型金属点阵胞元的中心的间距为50～100mm。


5.根据权利要求1或4所述的轻质抗暴点阵三明治板，其特征在于，所述金字塔型金属点阵胞元的相对密度为0.05～0.3。


6.权利要求1～5任一项所述轻质抗暴点阵三明治板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在下金属面板上进行电弧3D打印，得到金字塔型金属点阵胞元；
利用电弧3D打印，将所述金字塔型金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘长猛，黄俊锦，徐田秋，张浩锐，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11