一种三维金字塔型复合材料点阵夹芯结构的制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种三维金字塔型复合材料点阵夹芯结构的制备方法与应用，制备方法包括步骤：将脱模剂涂抹在面板模具和夹芯模具的表面后，单向预浸料交叉铺设在夹芯模具的下框架上，在面板模具上铺设面板预浸料，经热压处理后脱模，得到面板和金字塔型的点阵结构芯子；对点阵结构芯子的顶部和底部以及凹槽进行改性处理，将芯子的顶部和底部分别与两个具有凹槽的面板进行贴合并固定，得到三维金字塔型复合材料点阵夹芯结构。利用夹芯模具使得金字塔型的点阵结构芯子在压力下成型，并且芯子纤维连续，可提高整体性能；而通过对面板进行刻蚀形成凹槽后，并对芯子和凹槽进行改性处理，可增加表面粗糙度，从而增强了互锁机制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合材料，尤其涉及一种三维金字塔型复合材料点阵夹芯结构的制备方法与应用。

技术介绍

1、随着航空航天技术的快速发展，对超轻质、高强度、多功能材料的需求日益迫切，复合材料点阵夹芯结构作为新型轻量化结构体系，其通过拓扑优化设计实现材料在三维空间的合理分布；该结构由周期性排列的微桁架单元构成夹芯层，并通过高强度面板进行封装，在比强度、比刚度、能量吸收和多功能集成方面展现出显著优势。其力学性能主要取决于芯层拓扑构型、材料组分匹配和界面结合质量，而制备工艺直接影响这三要素的实现程度。该领域的研究已从单纯力学性能预测转向“设计-制备-性能”的全链条协同优化，当前复合材料点阵夹芯结构的制备主要采用分体成型-胶接组装或一体化模压/编织工艺，但存在显著瓶颈：分体工艺依赖胶接或机械连接，导致节点弱化(强度仅为连续纤维结构的30-50％)和界面缺陷(孔隙率5-8％)；一体化成型则面临纤维断裂(杆件交叉处断裂率＞20％)和制造效率低下(3d打印单件耗时8-12小时)等问题。

2、这些工艺缺陷导致结构性能与设计目标脱节，尤其在纤维连续性、界面结合强度和梯度本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种三维金字塔型复合材料点阵夹芯结构的制备方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的三维金字塔型复合材料点阵夹芯结构的制备方法，其特征在于，在将脱模剂涂抹在所述面板模具和所述夹芯模具表面之前，对所述面板模具和所述夹芯模具进行预处理，所述预处理包括步骤：

3.根据权利要求1所述的三维金字塔型复合材料点阵夹芯结构的制备方法，其特征在于，所述热压处理的温度为80℃-130℃，所述热压处理的时间为30min-50min，所述热压处理的压力为1MPa-2MPa。

4.根据权利要求3所述的三维金字塔型复合材料点阵夹芯结构的制备方法，其特征在于，所述...

【技术特征摘要】

1.一种三维金字塔型复合材料点阵夹芯结构的制备方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的三维金字塔型复合材料点阵夹芯结构的制备方法，其特征在于，在将脱模剂涂抹在所述面板模具和所述夹芯模具表面之前，对所述面板模具和所述夹芯模具进行预处理，所述预处理包括步骤：

3.根据权利要求1所述的三维金字塔型复合材料点阵夹芯结构的制备方法，其特征在于，所述热压处理的温度为80℃-130℃，所述热压处理的时间为30min-50min，所述热压处理的压力为1mpa-2mpa。

4.根据权利要求3所述的三维金字塔型复合材料点阵夹芯结构的制备方法，其特征在于，所述热压处理包括：调节热压机在80℃下保温30min，然后加热至130℃且加压至1mpa-2mpa并保温60-90min。

5.根据权利要求1所述的三维金字塔型复合材料点阵夹芯结构的制备方法，其特征在于，所述单向预浸料的铺设层数为4-6层。

6.根据权利要求1所述的三维金字塔型复合材料点阵夹芯结构的制备方法，其特征在于，所述面板预浸料的材质选自碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维中的一种；所述单向预浸料的材...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭倜，周利民，叶贝，刘旭，张芮源，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：