点阵芯子制造方法、模具及带有点阵芯子的复合材料圆筒技术

一种点阵芯子制造方法、模具及带有点阵芯子的复合材料圆筒，它涉及一种点阵芯子的制造方法、制造模具及带有点阵芯子的复合材料圆筒。本发明专利技术解决了现有的点阵芯子的圆筒壁封闭，空间不能贯通，不便于预埋、导热、通气和传热功能实现的问题。所述制备点阵芯子的方法为：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、获得点阵芯子。制备点阵芯子为波浪型点阵芯子或金字塔型点阵芯子所用的模具。复合材料圆筒的点阵芯子设置在外复合材料层合板与内复合材料层合板之间。本发明专利技术尤其适用于航空航天领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种点阵芯子的制造方法、制造模具及带有点阵芯子的复合材料圆筒。
技术介绍
点阵夹芯结构高比强、高比刚以及优越的多功能特性目前受到材料学界和力学界广泛关注，作为一种新型的夹芯结构，在抵抗冲击、主动变形、主动冷却等方面具有很大的应用潜力。随着工业界制备技术的发展，以金属材料和碳纤维复合材料制备的点阵夹芯结构进一步扩展应用领域，从结构角度来讲，点阵夹芯结构具有与传统蜂窝结构相当的力学性能，并且要优于金属泡沫。但现有的点阵芯子(格栅型、蜂窝型)的圆筒壁封闭，空间不能贯通，不便于预埋、导热、通气和传热功能的实现。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有的点阵芯子的圆筒壁封闭，空间不能贯通，不便于预埋、导热、通气和传热功能实现的问题，提供一种点阵芯子制造方法、模具及带有点阵芯子的复合材料圆筒。本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是一种制备点阵芯子的具体方法如下步骤一、将多条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35-40mm，在硅橡胶圆筒的圆壁内壁上，均勻围上预浸料，放置在钢模中，并在底端进行固定；步骤二、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，将模具排放成平板状后弯制成圆筒状，并移除所有阳模，并固定在模具的底端；步骤三、将多条单向预浸料逐层铺设在每个所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所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；步骤四、在模具的上、下表面分别铺放纤维预浸料层，具体铺放过程为在模具上、 下表面每铺放一层纤维预浸料，所述纤维预浸料为矩形，将露出的每束单向预浸料穿过该层纤维预浸料，并将每束单向预浸料均勻分为L份，弯折其中一份单向预浸料使其平铺在该层纤维预浸料上，继续铺放下一层纤维预浸料，然后再弯折其中一份单向预浸料使其平铺在该层纤维预浸料上，重复上述工作直至L份单向预浸料全部弯折完成，然后再铺设M层纤维预浸料，其中，M为2-8，L为大于3的整数；步骤五、将步骤四中的模具放置在热压机内，使其固化，所述的热压机内部的固化温度为100 200°C，固化压力为0. 5 2Mpa，固化时间为1 3小时；步骤六、拆下夹板，卸下处于模具两端的阳模，将第一模体中的第一中间模块及第二模块中的第二中间模块抽出，然后逐一移除第一凹形模块、第二凹形模块、第一凸形模块及第二凸形模块，完成脱模；步骤七、对步骤六中获得的加工件进行打磨，获得点阵芯子。一种制备点阵芯子的方法所使用的模具，所述的模具由阴模、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弧形，所述第二模体的横截面形状为弧形，第三模体的横截面形状为扇形，第四模体的横截面形状为扇形；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，每个第一方形槽的深度与每个第二方形槽的深度相等，每个第一方形槽的宽度与每个第二方形槽的宽度相等；第二模体的两个侧面分别与第一模体的两个侧面的外形相配合，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弧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，每个第一方形楞的高度与每个第二方形楞的高度相等，每个第一方形楞的宽度与每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，第三模体的弧面上设置有多对沿弧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，第四模体的弧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，所述组合后的平板弯制成圆筒状。其中，N为大于1的整数。所述每个第一模体的横截面形状为弧形，所述的每个第二模体的横截面形状为弧形，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70° 110°。一种制备点阵芯子的方法所使用的模具，所述的模具由阴模、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，每个第一方形槽的深度相等，每个第一方形槽的宽度相等；第二模体的两个侧面分别与第一模体的两个侧面的外形相配合，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弧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，每个第一方形楞的高度相等，每个第一方形楞的宽度相等；第三模体的侧面与第一模体的一个侧面的外形相配合，其中，第三模体的侧面上设置有多对沿侧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个第二模本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种制备点阵芯子的方法，其特征在于：制备点阵芯子的具体方法如下：步骤一、将多条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３５－４０ｍｍ，在硅橡胶圆筒的圆壁内壁上，均匀围上预浸料，放置在钢模中，并在底端进行固定；步骤二、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，将模具排放成平板状后弯制成圆筒状，并移除所有阳模，并固定在模具的底端；步骤三、将多条单向预浸料逐层铺设在每个所述第一模体（１）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所述第一模体（１）的方形槽长度方向上的两端均匀露出，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；步骤四、在模具的上、下表面分别铺放纤维预浸料层，具体铺放过程为：在模具上、下表面每铺放一层纤维预浸料，所述纤维预浸料为矩形，将露出的每束单向预浸料穿过该层纤维预浸料，并将每束单向预浸料均匀分为Ｌ份，弯折其中一份单向预浸料使其平铺在该层纤维预浸料上，继续铺放下一层纤维预浸料，然后再弯折其中一份单向预浸料使其平铺在该层纤维预浸料上，重复上述工作直至Ｌ份单向预浸料全部弯折完成，然后再铺设Ｍ层纤维预浸料，其中，Ｍ为２－８，Ｌ为大于３的整数；步骤五、将步骤四中的模具放置在热压机内，使其固化，所述的热压机内部的固化温度为１００～２００℃，固化压力为０．５～２Ｍｐａ，固化时间为１～３小时；步骤六、拆下夹板，卸下处于模具两端的阳模，将第一模体（１）中的第一中间模块（１－３）及第二模块（２）中的第二中间模块（２－３）抽出，然后逐一移除第一凹形模块（１－１）、第二凹形模块（１－２）、第一凸形模块（２－１）及第二凸形模块（２－２），完成脱模；步骤七、对步骤六中获得的加工件进行打磨，获得点阵芯子。...

【技术特征摘要】
1.一种制备点阵芯子的方法，其特征在于制备点阵芯子的具体方法如下步骤一、将多条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35-40mm，在硅橡胶圆筒的圆壁内壁上，均勻围上预浸料，放置在钢模中，并在底端进行固定；步骤二、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，将模具排放成平板状后弯制成圆筒状，并移除所有阳模，并固定在模具的底端；步骤三、将多条单向预浸料逐层铺设在每个所述第一模体(1)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所述第一模体(1)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；步骤四、在模具的上、下表面分别铺放纤维预浸料层，具体铺放过程为在模具上、下表面每铺放一层纤维预浸料，所述纤维预浸料为矩形，将露出的每束单向预浸料穿过该层纤维预浸料，并将每束单向预浸料均勻分为L份，弯折其中一份单向预浸料使其平铺在该层纤维预浸料上，继续铺放下一层纤维预浸料，然后再弯折其中一份单向预浸料使其平铺在该层纤维预浸料上，重复上述工作直至L份单向预浸料全部弯折完成，然后再铺设M层纤维预浸料，其中，M为2-8，L为大于3的整数；步骤五、将步骤四中的模具放置在热压机内，使其固化，所述的热压机内部的固化温度为100 200°C，固化压力为0. 5 2Mpa，固化时间为1 3小时；步骤六、拆下夹板，卸下处于模具两端的阳模，将第一模体(1)中的第一中间模块 (1-3)及第二模块(2)中的第二中间模块(2-3)抽出，然后逐一移除第一凹形模块(1-1)、 第二凹形模块(1-2)、第一凸形模块及第二凸形模块0-2)，完成脱模； 步骤七、对步骤六中获得的加工件进行打磨，获得点阵芯子。2.根据权利要求1所述的一种制备点阵芯子的方法，其特征在于步骤五中所述的的固化温度为120°C，固化压力为0. 5Mpa,固化间为1. 5小时。3.一种制备点阵芯子的方法所使用的模具，其特征在于所述模具由阴模、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O)、第三模体C3)和第四模体(4)组成，所述第一模体(1)的横截面形状为弧形，所述第二模体 (2)的横截面形状为弧形，第三模体(3)的横截面形状为扇形，第四模体的横截面形状为扇形；所述第一模体(1)由第一凹形模块(1-1)、第二凹形模块(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，第一凹形模块(1-1)及第二凹形模块(1-2)对称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，每个第一方形槽(1-1-1)的深度与每个第二方形槽(1-2-1)的深度相等，每个第一方形槽(1-1-1)的宽度与每个第二方形槽(1-2-1)的宽度相等；第二模体O)的两个侧面分别与第一模体(1)的两个侧面的外形相配合，第二模体(2)由第一凸形模块0-1)、第二凸形模块(2- 和第二中间模块(2- 组成，第二中间模块0-3)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- 对称的放置在第二中间模块0-3)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0-1-1)，每对第一方形楞0-1-1)呈八字形设置， 第二凸形模块(2- 远离所述斜面的表面上加工多条沿弧面宽度方向贯通的第二方形楞 0-2-1)，所述第二方形楞0-2-1)的中心线与对应的一对第一方形楞0-1-1)的两条方形楞中心线汇聚一点，每个第一方形楞0-1-1)的高度与每个第二方形楞0-2-1)的高度相等，每个第一方形楞(2-1-1)的宽度与每个第二方形楞0-2-1)的宽度相等；第三模体(3)的斜面和第四模体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)的弧面上设置有多对沿弧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，第四模体的弧面上设置有多条沿斜面宽度方向贯通的第四方形楞G-1-ι)；N个第一模体(1)与N-I个第...

【专利技术属性】
技术研发人员：马力，熊健，吴林志，杨金水，彭亮，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93