纤维复合材料点阵夹芯板及制备该点阵夹芯板的模具及应用该模具制备点阵夹芯板的方法技术

纤维复合材料点阵夹芯板及制备该点阵夹芯板的模具及应用该模具制备点阵夹芯板的方法，它涉及一种点阵夹芯板及制备技术领域。本发明专利技术解决了现有的刚性模具成型的复合材料点阵夹芯板无法给芯子部分杆件施加压力的问题。所述的点阵夹芯板的纤维复合杆件是横截面形状为长方形；所述模具中相邻模体间能够形成多个方形通孔。所述制备点阵夹芯板的方法为：一、获得多条单向预浸料；二、清洗模具；三、将单向预浸料铺设在方形槽内；四、铺设纤维预浸料层；五、将方形硅橡胶铺在预浸料层表面；六、热压成型；七、脱模；八、获得点阵夹芯板。所述点阵夹芯板可用于航空航天、航海、建筑等领域，其力学性能强且质量轻，能起到轻质多功能的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种点阵夹芯板及制备该点阵夹芯板的模具及应用该模具制备点阵 夹芯板的方法。
技术介绍
点阵夹芯结构是一种能够同时满足工程指标中结构轻、功能强等优秀力学性能的 结构。点阵夹芯板是由上下两层高强度、高模量的薄板和中间较厚的点阵芯子组成的材料。现有的点阵夹芯板使用的材料多为金属材料，采用复合材料制备点阵夹芯板与传 统的金属材料制备的点阵夹芯板相比较具有更高的比强度、比刚度，且具有更强的可设计 性。金字塔型复合材料点阵夹芯板是一类新型的点阵夹芯结构，采用以往的刚性模具 制备的点阵夹芯板，由于无法对模具中的杆件施加成型所需的压力，制得的杆件易发生劈 裂，且在制备圆形杆件时，由于人工卷制预浸料，很容易引入缺陷，且模具易错位，对杆件造 成损伤，这些都降低了金字塔型复合材料点阵夹芯板的力学性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有的刚性模具成型的复合材料点阵夹芯板存在力学 性能差的问题，提供一种纤维复合材料点阵夹芯板及制备该点阵夹芯板的模具及应用该模 具制备点阵夹芯板的方法。本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是纤维复合材料点阵夹芯板，它由上复合材料层合板、下复合材料层合板和点阵芯 子组成，点阵芯子设置在上复合材料层合板与下复合材料层合板之间，点阵芯子由若干根 纤维复合杆件构成，所述的纤维复合杆件的上端与上复合材料层合板固接，纤维复合杆件 的下端与下复合材料层合板固接，所述的纤维复合杆件是横截面形状为长方形的纤维复合 杆。制备纤维复合材料点阵夹芯板的模具，所述纤维复合材料点阵夹芯板是四面体型 点阵夹芯结构，所述模具由阴模、阳模和夹板组成，所述的阴模由N个第一模体组成，所述 的阳模由N-I个第二模体、第三模体和第四模体组成，所述第一模体的横截面形状为梯形， 所述第二模体的横截面形状为梯形，第三模体的横截面形状为直角梯形，第四模体的横截 面形状为直角梯形；所述第一模体由第一凹形模块、第二凹形模块和第一中间模块组成， 第一中间模块的横截面形状为等腰梯形，第一凹形模块及第二凹形模块对称的放置在第 一中间模块的两个斜面上，第一凹形模块远离所述斜面的表面上加工多对沿斜面宽度方向 贯通的第一方形槽，每对第一方形槽呈八字形设置，第二凹形模块远离所述斜面的表面上 加工多条沿斜面宽度方向贯通的第二方形槽，所述第二方形槽的中心线与对应的一对第一 方形槽的两条方形槽中心线汇聚一点，各个第一方形槽的深度与各个第二方形槽的深度相等，各个第一方形槽的宽度与各个第二方形槽的宽度相等；第二模体的两个斜面分别与第一模体的两个斜面的外形相配合，第二模体由第一 凸形模块、第二凸形模块和第二中间模块组成，第二中间模块的横截面形状为等腰梯形，第 一凸形模块及第二凸形模块对称的放置在第二中间模块的两个斜面上，第一凸形模块远离 所述斜面的表面上加工多对沿斜面宽度方向贯通的第一方形楞，每对第一方形楞呈八字形 设置，第二凸形模块远离所述斜面的表面上加工多条沿斜面宽度方向贯通的第二方形楞， 所述第二方形楞的中心线与对应的一对第一方形楞的两条方形楞中心线汇聚一点，各个第 一方形楞的高度与各个第二方形楞的高度相等，各个第一方形楞的宽度与各个第二方形楞 的宽度相等；第三模体的斜面和第四模体的斜面分别与第一模体的两个斜面的外形相配合，其 中，第三模体的斜面上设置有多对沿斜面宽度方向贯通的第三方形楞，每对第三方形楞呈 八字形设置，第四模体的斜面上设置有多条沿斜面宽度方向贯通的第四方形楞；N个第一模体与N-I个第二模体相间平铺并构成平板，第二模体上的多个第一方 形楞分别嵌入于相邻的第一模体上的多个第一方形槽内，并与其间隙配合，第二模体上的 多个第二方形楞分别嵌入于相邻的第一模体上的多个第二方形槽内，并与其间隙配合，所 述的平板的一端设置有第三模体，平板的另一端设置有第四模体，第三模体上的多个第三 方形楞分别嵌入于相邻的第一模体上的多个第一方形槽内，第四模体上的多个第四方形楞 分别嵌入于相邻的第一模体上的多个第二方形槽内，并与其间隙配合；夹板用于固定N个第一模体、N-I个第二模体、第三模体和第四模体，所述模体通 过夹板组合形成平板，其中，N为大于1的整数。制备纤维复合材料点阵夹芯板的模具，所述纤维复合材料点阵夹芯板是金字塔型 点阵夹芯结构，所述模具由阴模、阳模和夹板组成，所述的阴模由N个第一模体组成，所述 的阳模由N-I个第二模体和两个第三模体组成，所述第一模体的横截面形状为梯形，所述 第二模体的横截面形状为梯形，第三模体的横截面形状为直角梯形；所述第一模体由两个第一凹形模块和第一中间模块组成，第一中间模块的横截面 形状为等腰梯形，两个第一凹形模块对称的放置在第一中间模块的两个斜面上，第一凹形 模块远离所述斜面的表面上加工多对沿斜面宽度方向贯通的第一方形槽，每对第一方形槽 呈八字形设置，所述一个第一凹形模块上的一对第一方形槽的两条方形槽中心线与另一个 第一凹形模块上的对应的一对第一方形槽的两条方形槽中心线汇聚一点，各个第一方形槽 的深度相等，各个第一方形槽的宽度相等；第二模体的两个斜面分别与第一模体的两个斜面的外形相配合，所述第二模体由 两个第一凸形模块和第二中间模块组成，第二中间模块的横截面形状为等腰梯形，两个第 一凸形模块对称的放置在第二中间模块的两个斜面上，第一凸形模块远离所述斜面的表面 上加工多对沿斜面宽度方向贯通的第一方形楞，每对第一方形楞呈八字形设置，所述一个 第一凸形模块上的一对第一方形楞的两条方形楞中心线与另一个第一凸形模块上的对应 的一对第一方形楞的两条方形楞中心线汇聚一点，各个第一方形楞的高度相等，各个第一 方形楞的宽度相等；第三模体的斜面与第一模体的一个斜面的外形相配合，其中，第三模体的斜面上设置有多对沿斜面宽度方向贯通的第三方形楞，每对第三方形楞呈八字形设置；将N个第一模体与N-I个第二模体相间平铺并构成平板，第二模体上的多个第一 方形楞分别嵌入于相邻的第一模体上的多个第一方形槽内，并与其间隙配合，所述的平板 的两端分别设置一个第三模体，第三模体上的多个第三方形楞分别嵌入于相邻的第一模体 上的多个第一方形槽内，并与其间隙配合；夹板用于固定N个第一模体、N-I个第二模体和两个第三模体，所述模体通过夹板 组合形成平板。应用所述的模具制备点阵夹芯板的方法，所述的点阵夹芯板的制备过程为步骤一、获得多条单向预浸料将片状单向预浸料叠加铺设，根据所述模具中阴模 的方形槽的宽度，采用剪刀或者雕刻机将叠加后的片状单向预浸料切割成条状获得单向预 浸料，所述的单向预浸料的长度比第一模块的方形槽的长度长40 50mm ；步骤二、采用洗模剂或丙酮溶液清洗模具中所有阴模和阳模中每个模体的外表 面，然后将封孔剂和脱模剂依次涂抹在所述外表面上，然后将模具排放成平板状，并移除所 有阳模；步骤三、将步骤一中获得的多条单向预浸料逐层铺设在每个述第一模体的每个方 形槽内形成一束单向预浸料，每条单向预浸料的两端分别从相应述第一模体的方形槽长度 方向上的两端均勻露出，所有单向预浸料铺设完成之后，在每个方形槽内放置一条硅橡胶， 所述的硅橡胶的长度与所述方形槽的长度相等，硅橡胶的宽度与所述方形槽的宽度相配 合，将铺设完成的所有第一模块与阳模合模，然后用夹板将阴模和阳模固定；步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
纤维复合材料点阵夹芯板，它由上复合材料层合板、下复合材料层合板和点阵芯子组成，点阵芯子设置在上复合材料层合板与下复合材料层合板之间，点阵芯子由若干根纤维复合杆件构成，所述的纤维复合杆件的上端与上复合材料层合板固接，纤维复合杆件的下端与下复合材料层合板固接，其特征是：所述的纤维复合杆件是横截面形状为长方形的纤维复合杆。

【技术特征摘要】
纤维复合材料点阵夹芯板，它由上复合材料层合板、下复合材料层合板和点阵芯子组成，点阵芯子设置在上复合材料层合板与下复合材料层合板之间，点阵芯子由若干根纤维复合杆件构成，所述的纤维复合杆件的上端与上复合材料层合板固接，纤维复合杆件的下端与下复合材料层合板固接，其特征是所述的纤维复合杆件是横截面形状为长方形的纤维复合杆。2.根据权利要求1所述的纤维复合材料点阵夹芯板，其特征在于所述的纤维复合材 料点阵夹芯板为四面体型点阵夹芯结构或金字塔型点阵夹芯结构。3.制备权利要求1所述的纤维复合材料点阵夹芯板的模具，其特征是所述纤维复合 材料点阵夹芯板是四面体型点阵夹芯结构，所述模具由阴模、阳模和夹板(5)组成，所述的 阴模由N个第一模体(1)组成，所述的阳模由N-I个第二模体(2)、第三模体(3)和第四模 体(4)组成，所述第一模体(1)的横截面形状为梯形，所述第二模体(2)的横截面形状为梯 形，第三模体(3)的横截面形状为直角梯形，第四模体(4)的横截面形状为直角梯形；所述 第一模体(1)由第一凹形模块(1-1)、第二凹形模块(1-2)和第一中间模块(1-3)组成，第 一中间模块(1-3)的横截面形状为等腰梯形，第一凹形模块(1-1)及第二凹形模块(1-2) 对称的放置在第一中间模块(1-3)的两个斜面上，第一凹形模块(1-1)远离所述斜面的表 面上加工多对沿斜面宽度方向贯通的第一方形槽(1-1-1)，每对第一方形槽(1-1-1)呈八 字形设置，第二凹形模块(1-2)远离所述斜面的表面上加工多条沿斜面宽度方向贯通的第 二方形槽(1-2-1)，所述第二方形槽(1-2-1)的中心线与对应的一对第一方形槽(1-1-1)的 两条方形槽中心线汇聚一点，各个第一方形槽(1-1-1)的深度与各个第二方形槽(1-2-1) 的深度相等，各个第一方形槽(1-1-1)的宽度与各个第二方形槽(1-2-1)的宽度相等；第二模体(2)的两个斜面分别与第一模体(1)的两个斜面的外形相配合，第二模体(2)由第一凸形模块(2-1)、第二凸形模块(2-2)和第二中间模块(2-3)组成，第二中间模 块(2-3)的横截面形状为等腰梯形，第一凸形模块(2-1)及第二凸形模块(2-2)对称的放 置在第二中间模块(2-3)的两个斜面上，第一凸形模块(2-1)远离所述斜面的表面上加工 多对沿斜面宽度方向贯通的第一方形楞(2-1-1)，每对第一方形楞(2-1-1)呈八字形设置， 第二凸形模块(2-2)远离所述斜面的表面上加工多条沿斜面宽度方向贯通的第二方形楞 (2-2-1)，所述第二方形楞(2-2-1)的中心线与对应的一对第一方形楞(2-1-1)的两条方形 楞中心线汇聚一点，各个第一方形楞(2-1-1)的高度与各个第二方形楞(2-2-1)的高度相 等，各个第一方形楞(2-1-1)的宽度与各个第二方形楞(2-2-1)的宽度相等；第三模体(3)的斜面和第四模体(4)的斜面分别与第一模体(1)的两个斜面的外 形相配合，其中，第三模体(3)的斜面上设置有多对沿斜面宽度方向贯通的第三方形楞 (3-1-1)，每对第三方形楞(3-1-1)呈八字形设置，第四模体(4)的斜面上设置有多条沿斜 面宽度方向贯通的第四方形楞(4-1-1)；N个第一模体(1)与N-I个第二模体(2)相间平铺并构成平板，第二模体(2)上的多 个第一方形楞(2-1-1)分别嵌入于相邻的第一模体(1)上的多个第一方形槽(1-1-1)内， 并与其间隙配合，第二模体(2)上的多个第二方形楞(2-2-1)分别嵌入于相邻的第一模体 (1)上的多个第二方形槽(1-2-1)内，并与其间隙配合，所述的平板的一端设置有第三模体(3)，平板的另一端设置有第四模体(4)，第三模体(3)上的多个第三方形楞(3-1-1)分别嵌 入于相邻的第一模体(1)上的多个第一方形槽(1-1-1)内，第四模体(4)上的多个第四方形楞(4-1-1)分别嵌入于相邻的第一模体(1)上的多个第二方形槽(1-2-1)内，并与其间 隙配合；夹板(5)用于固定N个第一模体(1)、N-I个第二模体(2)、第三模体(3)和第四模体 (4)，所述模体通过夹板(5)组合形成平板，其中，N为大于1的整数。4.根据权利要求3所述的一种纤维复合材料点阵夹芯板的模具，其特征在于所述的 每个第一模体(1)的横截面形状为等腰梯形，所述的每个第二模体(2)的横截面形状为等 腰梯形，中心线汇聚一点的三个方形槽中，每相邻两个方形槽之间的夹角均为a，所述a的 范围为60° 120°。5.制备权利要求1所述的纤维复合材料点阵夹芯板的模具，其特征是所述纤维复合 材料点阵夹芯板是金字塔型点阵夹芯结构，所述模具由阴模、阳模和夹板(5)组成，所述的 阴模由N个第一模体(1)组成，所述的阳模由N-I个第二模体(2)和两个第三模体(3)组 成，所述第一模体(1)的横截面形状为梯形，所述第二模体(2)的横截面形状为梯形，第三 模体(3)的横截面形状为直角梯形；所述第一模体(1)由两个第一凹形模块(1-1)和第一中间模块(1-3)组成，第一中间 模块(1-3)的横截面形状为等腰梯形，两个第一凹形模块(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：马力，熊健，吴林志，齐学飞，王孟孟，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]