本发明专利技术公开了一种纤维增强复合材料芯材的生产方法和生产设备，生产方法包括：分段切割沿流水线输出方向挤出成型的条状蜂窝型材并沿流水线输出方向持续输出多个蜂窝单元体，蜂窝单元体的切割横截面形成有多个轴向贯通的蜂窝孔和围绕蜂窝孔的周向封闭的蜂窝孔周壁，蜂窝孔的轴向方向均沿流水线输出方向布置；沿垂直于流水线输出方向的流水线宽度方向翻转各个蜂窝单元体，翻转后的各个蜂窝单元体的切割横截面均位于同一平面上；沿流水线输出方向将各个蜂窝单元体拼接成蜂窝芯材。本发明专利技术的纤维增强复合材料芯材的生产方法和生产设备能够高效率、低成本、大批量生产出结构强度要求高的纤维增强复合材料芯材。要求高的纤维增强复合材料芯材。要求高的纤维增强复合材料芯材。
【技术实现步骤摘要】
纤维增强复合材料芯材的生产方法和生产设备
[0001]本专利技术涉及材料成型
，具体地，涉及一种纤维增强复合材料芯材的生产方法和生产设备。
技术介绍
[0002]市面上的热塑性芯材主要有两种，一种是圆管蜂窝芯结构，另一种是半封闭折叠蜂窝结构。前一种将挤出较厚壁厚的单根圆管吹塑形成壁厚小的薄管，再将多根薄管叠加成坨后放入烘箱中，而后加热粘接形成蜂窝体结构。后一种对持续输出的平面片材通过吸塑等工艺进行塑性形变后形成半蜂窝结构，然后沿设定方向相互折叠成蜂窝体结构。前一种的工艺简单，但生产不连续，烘箱存在升温降温过程，生产效率低成本高。后一种虽然工艺生产连续，但物料浪费较多。
[0003]此外，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、多功能的热塑性芯材，以满足需求量和结构强度要求越来越苛刻的各个应用领域。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种新型的纤维增强复合材料芯材的生产方法和生产设备，该纤维增强复合材料芯材的生产方法和生产设备能够高效率、低成本、大批量生产出结构强度要求高的纤维增强复合材料芯材。
[0005]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种纤维增强复合材料芯材的生产方法，包括：
[0006]分段切割沿流水线输出方向挤出成型的条状蜂窝型材并沿流水线输出方向持续输出多个蜂窝单元体，蜂窝单元体的切割横截面形成有多个轴向贯通的蜂窝孔和围绕蜂窝孔的周向封闭的蜂窝孔周壁，蜂窝孔的轴向方向均沿流水线输出方向布置；
[0007]沿垂直于流水线输出方向的流水线宽度方向翻转各个蜂窝单元体，翻转后的各个蜂窝单元体的切割横截面均位于同一平面上；
[0008]沿流水线输出方向将各个蜂窝单元体拼接成蜂窝芯材。
[0009]在一些实施例中，分段切割沿流水线输出方向挤出成型的条状蜂窝型材并沿流水线输出方向持续输出多个蜂窝单元体可包括：
[0010]沿流水线输出方向持续挤出条状蜂窝型材；
[0011]通过真空负压的形式对条状蜂窝型材进行冷却定型；
[0012]沿垂直于流水线输出方向的流水线宽度方向切割条状蜂窝型材并沿流水线输出方向持续输出等轴长的多个蜂窝单元体。
[0013]在一些实施例中，在沿垂直于流水线输出方向的方向切割条状蜂窝型材之前，对
条状蜂窝型材的外周壁的拼接表面涂覆胶接层。
[0014]在一些实施例中，胶接层可通过模内热复合一体形成在条状蜂窝型材的外周壁的拼接表面上；或者，胶接层可通过胶枪涂覆在冷却定型后的条状蜂窝型材的外周壁的拼接表面上。
[0015]在一些实施例中，翻转后的各个蜂窝单元体的轴向方向与水平面之间的夹角可大于等于45
°
且小于等于135
°
。
[0016]在一些实施例中，沿流水线输出方向将各个蜂窝单元体拼接成蜂窝芯材包括：
[0017]使得任意相邻的蜂窝单元体之间的拼接表面熔融粘接以连接成蜂窝芯材。
[0018]在一些实施例中，蜂窝单元体之间的熔融粘接方式为热熔拼接、超声拼接或红外拼接。
[0019]在一些实施例中，蜂窝孔周壁的厚度可不小于0.1mm。
[0020]在一些实施例中，条状蜂窝型材可在竖直方向上的蜂窝孔周壁不多于8层。
[0021]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种纤维增强复合材料芯材的生产设备，包括：
[0022]材料成型设备，材料成型设备的成型挤出口呈蜂窝状并用于沿流水线输出方向持续输出条状蜂窝型材；
[0023]冷却定型装置，用于对条状蜂窝型材通过真空负压的形式进行冷却定型；
[0024]裁切组件，沿垂直于流水线输出方向的方向切割条状蜂窝型材以形成等轴长的多个蜂窝单元体；
[0025]导向定位组件，用于沿垂直于流水线输出方向的流水线宽度方向翻转各个蜂窝单元体；和
[0026]熔融粘接组件，用于沿流水线输出方向将各个蜂窝单元体拼接成蜂窝芯材。
[0027]在一些实施例中，生产设备可包括：
[0028]涂胶装置，设置在裁切组件的上游端并用于对条状蜂窝型材的外周壁的拼接表面涂覆胶接层。
[0029]在一些实施例中，涂胶装置可设置在材料成型设备中；或者，涂胶装置设置在冷却定型装置和裁切组件之间。
[0030]在一些实施例中，导向定位组件可为旋转机械手、平面连杆机构或导向辊，和/或，熔融粘接组件可为烘烤组件、超声焊接组件或红外焊接组件。
[0031]在一些实施例中，冷却定型装置可包括：
[0032]真空负压部件，用于固定条状蜂窝型材的外周壁；和
[0033]冷却部件，用于对条状蜂窝型材进行冷却。
[0034]在本专利技术的纤维增强复合材料芯材的生产方法中，通过挤出成型可沿流水线输出方向持续输出壁厚较大的条状蜂窝型材，中间无吸塑或吹塑等工艺，不仅生产连续性较好，还可实现增强材料的填充，结构强度高。并且，通过对条状蜂窝型材裁切可形成多个蜂窝单元体，将多个蜂窝单元体翻转后即可拼接成蜂窝芯材，在流水线上一体生产出蜂窝芯材，生产效率高。此外，通过挤出成型直接挤出具有蜂窝状的条状蜂窝型材，不仅大大节省了胶水的使用量，还进一步增强了蜂窝单元体的整体强度和生产效率。
[0035]本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0036]附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0037]图1为根据本专利技术的具体实施例的纤维增强复合材料芯材的生产方法的流程示意图；
[0038]图2为应用于图1所示的生产方法的生产设备的结构示意图；
[0039]图3展示了根据本专利技术的一种实施例的蜂窝单元体的立体结构，其中的轴向贯通孔为正六边形蜂窝孔；
[0040]图4为图3的主视图，其中，蜂窝单元体的外周壁的拼接表面涂覆有胶接层；
[0041]图5为图4的局部放大示意图。
[0042]附图标记说明
[0043]100
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条状蜂窝型材
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101
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蜂窝单元体
[0044]1011
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蜂窝孔
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1012
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蜂窝孔周壁
[0045]1013
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胶接层
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102
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蜂窝芯材
[0046]200
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.纤维增强复合材料芯材的生产方法，包括：分段切割沿流水线输出方向(X)挤出成型的条状蜂窝型材(100)并沿流水线输出方向(X)持续输出多个蜂窝单元体(101)，所述蜂窝单元体(101)的切割横截面形成有多个轴向贯通的蜂窝孔(1011)和围绕所述蜂窝孔(1011)的周向封闭的蜂窝孔周壁(1012)，所述蜂窝孔(1011)的轴向方向(L)均沿所述流水线输出方向(X)布置；沿垂直于所述流水线输出方向(X)的流水线宽度方向(W)翻转各个所述蜂窝单元体(101)，翻转后的各个所述蜂窝单元体(101)的切割横截面均位于同一平面上；沿所述流水线输出方向(X)将各个所述蜂窝单元体(101)拼接成蜂窝芯材(102)。2.根据权利要求1所述的纤维增强复合材料芯材的生产方法，其中，分段切割沿流水线输出方向(X)挤出成型的条状蜂窝型材(100)并沿流水线输出方向(X)持续输出多个蜂窝单元体(101)包括：沿所述流水线输出方向(X)持续挤出条状蜂窝型材(100)；通过真空负压的形式对所述条状蜂窝型材(100)进行冷却定型；沿垂直于所述流水线输出方向(X)的流水线宽度方向(W)切割所述条状蜂窝型材(100)并沿流水线输出方向(X)持续输出等轴长的多个所述蜂窝单元体(101)。3.根据权利要求2所述的纤维增强复合材料芯材的生产方法，其中，在沿垂直于所述流水线输出方向(X)的方向切割所述条状蜂窝型材(100)之前，对所述条状蜂窝型材(100)的外周壁的拼接表面涂覆胶接层(1013)。4.根据权利要求3所述的纤维增强复合材料芯材的生产方法，其中，所述胶接层(1013)通过模内热复合一体形成在所述条状蜂窝型材(100)的外周壁的拼接表面上；或者，所述胶接层(1013)通过胶枪涂覆在冷却定型后的所述条状蜂窝型材(100)的外周壁的拼接表面上。5.根据权利要求1所述的纤维增强复合材料芯材的生产方法，其中，翻转后的各个所述蜂窝单元体(101)的所述轴向方向(L)与水平面之间的夹角大于等于45
°
且小于等于135
°
。6.根据权利要求1所述的纤维增强复合材料芯材的生产方法，其中，沿所述流水线输出方向(X)将各个所述蜂窝单元体(101)拼接成蜂窝芯材包括：使得任意相邻的所...
【专利技术属性】
技术研发人员：张志成，马伊，梁文斌，刘国刚，
申请(专利权)人：北京低碳清洁能源研究院，
类型：发明
国别省市：
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