一種z向定向連續(xù)纖維增強(qiáng)蜂窩芯材及其制備工藝與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種Z向定向連續(xù)纖維增強(qiáng)蜂窩芯材，并進(jìn)一步公開了其制備工藝與應(yīng)用。本發(fā)明所述工藝，包括如下步驟：(1)以具有Z向連續(xù)的長纖維為增強(qiáng)材料，按照所述蜂窩芯材的形狀堆積，作為所述蜂窩芯材的側(cè)壁；(2)以熔融狀態(tài)的熱塑性樹脂包覆并浸潤所述長纖維材料；(3)采用共擠出工藝堆積所述長纖維材料和所述熱塑性樹脂，并冷卻固定形成所述蜂窩芯材的側(cè)壁，重復(fù)上述堆積過程進(jìn)而得到所述蜂窩芯材。本發(fā)明所述方法直接以長纖維為原料輔以熱塑性樹脂生產(chǎn)所述蜂窩芯材，進(jìn)一步增強(qiáng)了其在Z向的抗壓能力，制備的蜂窩結(jié)構(gòu)芯材其Z向結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和承載能力大幅度提高，大幅度拓寬應(yīng)用領(lǐng)域。
【專利說明】一種Z向定向連續(xù)纖維増強(qiáng)蜂窩芯材及其制備工藝與應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種Z向定向連續(xù)纖維增強(qiáng)蜂窩芯材，并進(jìn) 一步公開了其制備工藝與應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 蜂窩本意即指蜂巢，是一種六角形排列而成的結(jié)構(gòu)（如圖1所示），它的一端是六 角形開口，另一端則是封閉的六角棱錐體的底，由三個相同的菱形組成，所以說蜂巢是嚴(yán)格 的六角柱形體。早在公元四世紀(jì)的古希臘，數(shù)學(xué)家佩波斯就提出：蜂窩的優(yōu)美形狀，是自然 界最有效勞動的代表。他猜想人們所見到的截面呈六邊形的蜂窩，是蜜蜂采用最少量的蜂 蠟建成的，他的這一猜想被稱為"蜂窩猜想"。而后的事實和理論均證明，蜜蜂所建造的蜂巢 的確采用了最少的蜂蠟，占有最大的空間面積，而結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性為最佳。而18世紀(jì)初，法國學(xué) 者馬拉爾奇曾經(jīng)專門測量過大量蜂巢的尺寸，令人十分驚訝的是，這些蜂巢組成底盤的菱 形的所有鈍角都是109° 28'，所有的銳角都是70° 32'。后來經(jīng)過法國數(shù)學(xué)家克尼格和 蘇格蘭數(shù)學(xué)家馬克洛林從理論上的計算，如果要消耗最少的材料，制成最大的菱形容器正 是這個角度。從這個意義上說，蜜蜂稱得上是"天才的數(shù)學(xué)家兼設(shè)計師"。
[0003] 受自然蜂巢的這種即堅固又省料的結(jié)構(gòu)的啟迪，人類通過長期研宄和分析自然蜂 窩結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，創(chuàng)造性地發(fā)明了各種蜂窩復(fù)合結(jié)構(gòu)材料及其制品，它們有的用于新材料和 新產(chǎn)品的研發(fā)，有的用來改善現(xiàn)有產(chǎn)品的特性，有的用于解決結(jié)構(gòu)設(shè)計中面臨的難題等等。
[0004] 在應(yīng)用材料領(lǐng)域，蜂窩復(fù)合材料類似于連續(xù)排列的工字鋼結(jié)構(gòu)，以其極佳的抗壓、 抗彎特性和超輕型結(jié)構(gòu)特征而聞名于世。與同類型的實心材料相比，蜂窩材料其強(qiáng)度重量 比和剛性重量比在已知材料中均是最高的。蜂窩結(jié)構(gòu)板材具有許多優(yōu)越的性能，從力學(xué)角 度分析，封閉的六角等邊蜂窩結(jié)構(gòu)相比其他結(jié)構(gòu)，能以最少的材料獲得最大的受力，而蜂窩 結(jié)構(gòu)板受垂直于板面的載荷時，它的彎曲剛度與同材料、同厚度的實心板相差無幾，甚至更 高，但其重量卻輕70?90%，而且不易變形，不易開裂和斷裂，并具有減震、隔音、隔熱、極 強(qiáng)的耐候性以及比強(qiáng)度高、比剛度高等優(yōu)勢。因此廣泛應(yīng)用于航空、航天、建筑、汽車、火車、 包裝與電子電器等行業(yè)領(lǐng)域。
[0005] 目前人們根據(jù)蜂窩的用途已經(jīng)成功研制了多種蜂窩結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，包括鋁合金蜂 窩、紙蜂窩、玻璃鋼蜂窩、芳綸蜂窩、塑料蜂窩和陶瓷蜂窩等，并得到廣泛的應(yīng)用。但是現(xiàn)有 蜂窩制品中，紙蜂窩材料一般只能用于包裝材料；鋁合金蜂窩的質(zhì)量相對較重，造價過高， 資源受到限制。相比其他蜂窩材料，塑料蜂窩材料因其具有良好的阻尼減振性能、良好的加 工工藝性能以及良好的性能可設(shè)計性及可回收性等優(yōu)勢，成為應(yīng)用最為廣泛的材料。但是 首先于制成所述塑料蜂窩的纖維材料的限制，使得其成品的平壓強(qiáng)度較低，在一些厚度方 向上承載要求較高的場合則不宜使用。
[0006] 中國專利CN101797822A公開了一種新型纖維增強(qiáng)蜂窩板，該蜂窩板由兩側(cè)面板 與棱錐形結(jié)構(gòu)蜂窩芯構(gòu)成，棱錐形蜂窩芯是由散亂狀短切纖維棉/氈經(jīng)注入環(huán)氧樹脂基體 或用IOmm至30_高強(qiáng)散亂狀短切纖維預(yù)浸環(huán)氧樹脂基體成預(yù)混模壓料，并經(jīng)加熱加壓模 制而成。但是一方面該蜂窩芯是一系列凸凹交錯的棱錐臺體組成，并非真正意義上的蜂窩； 而且成型的芯材受限于壓機(jī)臺面大小的影響，只能做到有限的長度和寬度，成型效率也較 低，并且難于實現(xiàn)連續(xù)化的生產(chǎn)；更重要的是，該方法采用散亂狀短切纖維棉/氈制成，使 得其在Z相即厚度方向上的承重能力相對較差，依然不適用于對Z相定向要求較高的場合 應(yīng)用。
[0007] 中國專利CN101386210A公開了一種玄武巖纖維增強(qiáng)預(yù)織造多層蜂窩復(fù)合材料復(fù) 合方法，其采用玄武巖連續(xù)長絲作為增強(qiáng)材料，試圖提高其承重性能，但是該方法采用的是 先織成多層整體織造蜂窩立體布作為框架的方式，再利用拉擠工藝，在常溫常壓條件下采 用環(huán)氧樹脂/酚醛胺環(huán)氧固化成型，制得多層立體框架蜂窩復(fù)合材料。一方面需要先壓模 成型所述的蜂窩立體布，使得該蜂窩復(fù)合材料織造工藝比較復(fù)雜；同時在制備所述蜂窩立 體布框架時，也會在一定程度上破壞所述長絲纖維的縱向強(qiáng)度，使其Z相上的定向承重能 力受到影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中蜂窩復(fù)合材料Z向定向強(qiáng)度較 差的問題，進(jìn)而提供一種具有Z相定向連續(xù)纖維增強(qiáng)的蜂窩芯材，并進(jìn)一步公開其制備工 藝與應(yīng)用。
[0009] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所述的制備Z向定向連續(xù)纖維增強(qiáng)蜂窩芯材的工 藝，包括如下步驟：
[0010] (1)以具有Z向連續(xù)的長纖維為增強(qiáng)材料，以熱塑性樹脂作為基體材料，在擠出機(jī) 機(jī)頭處以熔融狀態(tài)的熱塑性樹脂包覆并浸潤所述長纖維增強(qiáng)材料；
[0011] (2)采用共擠出工藝形成所述長纖維材料和所述熱塑性樹脂，按照所述蜂窩芯材 的形狀堆積擠出材料，形成所述蜂窩芯材的半邊側(cè)壁；
[0012] (3)移動模具至形成的半邊側(cè)壁相對的方向繼續(xù)堆積另外半邊側(cè)壁，形成整個的 蜂窩結(jié)構(gòu)；
[0013] (4)重復(fù)上述工藝步驟，進(jìn)而得到所述連續(xù)蜂窩芯材。
[0014] 進(jìn)一步的，本發(fā)明所述長纖維材料可選擇任何有增強(qiáng)作用的長纖維材料，包括但 不限于玻璃纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維或碳纖維、棉纖維、竹纖維、尼龍纖維、錦綸、滌綸中 的至少一種或幾種混雜纖維。
[0015] 所述熱塑性樹脂選自聚乙烯、聚丙烯、熱塑性聚酯樹脂、熱塑性聚氨酯、熱塑性聚 碳酸酯或聚酰胺中的至少一種。
[0016] 并且進(jìn)一步優(yōu)選，以所述長纖維材料與樹脂的總量計，所述長纖維材料的質(zhì)量含 量為 10-50%。
[0017] 為了更好的實現(xiàn)上述制備工藝，優(yōu)選的，該工藝使用的模具包括相互配合的前模 和后豐吳；
[0018] 所述后模包括若干交錯排列的正六棱柱，相鄰所述正六棱柱的側(cè)壁相平行且正對 設(shè)置，所述側(cè)壁之間具有形成所述蜂窩芯材側(cè)壁厚度的間隙；
[0019] 所述前模具有與所述后模的相鄰所述正六棱柱的排列形狀形成的凹陷部相對應(yīng) 適配以形成蜂窩芯材結(jié)構(gòu)的形狀；
[0020] 所述前模和所述后模相配合后，所述后模的所述正六棱柱的側(cè)壁與所述前模之間 可形成一定的間隙，所述間隙即為形成的所述蜂窩芯材側(cè)壁的厚度；
[0021] 所述工藝具體包括：
[0022] (1)將所述后模固定于臺面上，并調(diào)整相鄰所述正六棱柱的側(cè)壁之間的距離為待 制備蜂窩的壁厚，控制熱塑性樹脂顆粒處于熔融狀態(tài)，將所述纖維材料與熔融態(tài)的樹脂于 擠出機(jī)模口處浸潤復(fù)合，備用；
[0023] (2)控制混有熔融樹脂流體的纖維材料沿著后模靠近所述前模方向的前側(cè)表面做 幾字形往復(fù)運(yùn)動，在所述后模的一側(cè)堆積出半個蜂窩結(jié)構(gòu)；
[0024] (3)此時推動前模與后模相配合，并控制所述前模與后模的配合間隙為所述蜂窩 的壁厚，所述熱塑性樹脂冷卻定型即形成了半個蜂窩單元；
[0025] (4)將所述前模向后退出，并將其移至所述后模的后側(cè)表面，在所述后模的后側(cè)表 面重復(fù)上述步驟和，以形成整個的蜂窩單元；
[0026] (5)依次在所述后模的后側(cè)表面重復(fù)上述步驟⑵和（3)，以制備下一組蜂窩單 元，直至形成整個的蜂窩結(jié)構(gòu)芯材。
[0027] 進(jìn)一步的，所述后模的任一所述正六棱柱有且僅有兩個不相鄰的側(cè)壁與相鄰所述 六棱柱的側(cè)壁相對應(yīng)貼近；且從所述后模的一端計，位于奇數(shù)位置的所述正六棱柱的中心 點(diǎn)的連線與位于偶數(shù)位置的所述正六棱柱的中心點(diǎn)的連線相平行；
[0028] 所述前模與所述后模相配合的部分為波浪形線性結(jié)構(gòu)，其波峰和波谷具有與所述 后模的所述正六棱柱的排列形狀相對應(yīng)適配的形狀。
[0029] 更優(yōu)選的，所述前模為一體成型的波浪形線性形狀，或者是由若干與所述正六棱 柱的側(cè)壁長度相等的活動片在拐點(diǎn)處通過轉(zhuǎn)軸連接而成，并可成任意角度轉(zhuǎn)動。
[0030] 所述后模還設(shè)有與所述正六棱柱的頂面相固定連接的頂板，用于固定所述正六棱 柱，并在所述頂板上選擇性的設(shè)置與所述正六棱柱相對應(yīng)的卡槽，通過卡槽可以調(diào)整所述 正六棱柱之間的距離和間隙。
[0031] 所述蜂窩芯材側(cè)壁的厚度為0.5mm?5mm。
[0032] 本發(fā)明還公開了根據(jù)上述工藝制備得到的Z向定向連續(xù)纖維增強(qiáng)蜂窩芯材。
[0033] 本發(fā)明還公開了一種蜂窩復(fù)合材料，包括上述制備得到的Z向定向連續(xù)纖維增強(qiáng) 蜂窩芯材，以及設(shè)置于兩側(cè)面的復(fù)合面板。
[0034] 本發(fā)明所述方法直接以長纖維為原材料以熱塑性樹脂為基體材料，生產(chǎn)所述蜂窩 芯材，相較于以往為了制備所述蜂窩框架采用短切纖維的工藝，本發(fā)明所述方法可以實現(xiàn) 直接以長纖維制備蜂窩芯材，進(jìn)一步增強(qiáng)了其在Z向的連續(xù)纖維增強(qiáng)能力，制備的蜂窩結(jié) 構(gòu)芯材其Z向結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和承載能力大幅度提高，極大拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域。
[0035] 本發(fā)明所述制備方法采用分體式的活動前模和后模相配合的模具，制備出蜂窩狀 結(jié)構(gòu)的芯材，所述前模和后模通過正六棱柱的規(guī)則排列，形成蜂窩狀的結(jié)構(gòu)，可利用前模和 /或后模的移動實現(xiàn)連續(xù)的蜂窩結(jié)構(gòu)芯材的生產(chǎn)。相對于現(xiàn)有技術(shù)中先制備蜂窩框架再浸 潤樹脂固化的方案相比，其實現(xiàn)了更多方向及更大尺寸的蜂窩的延展性生產(chǎn)，使得制備的 蜂窩結(jié)構(gòu)在長度、寬度、厚度方向上不受尺寸限制，可以制備大型的蜂窩結(jié)構(gòu)。同時本發(fā)明 所述模具省去了以往費(fèi)事耗力的立體編織制備蜂窩框架的步驟，可實現(xiàn)任意所需蜂窩形狀 產(chǎn)品的在線連續(xù)生產(chǎn)，不僅工藝簡單，且大幅度節(jié)約生產(chǎn)成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036] 為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合 附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
[0037] 圖1為蜂窩的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖2為本發(fā)明所述前模的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039] 圖3為本發(fā)明所述后模的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040] 圖4為本發(fā)明所述后模的側(cè)面圖；
[0041] 圖中附圖標(biāo)記表示為：1-前模，2-后模，3-固定頂板，4-正六棱柱，5-凹陷部， 6_波峰，7-波谷，8-活動片，9-拐點(diǎn)。

【具體實施方式】
[0042] 如圖2-4所示，給出了一種可連續(xù)制備蜂窩芯材尤其是具有Z向定向連續(xù)纖維增 強(qiáng)蜂窩芯材的模具，其包括相互配合的前模1和后模2。本發(fā)明所述模具適用于制備的所述 蜂窩芯材的側(cè)壁的厚度為0· 5mm?5mm。
[0043] 如圖3-4所示，所述后模2包括若干正六棱柱4和固定頂板3,所述正六棱柱4的 頂面均連接固定在固定頂板3上。所述正六棱柱4之間呈交錯排列。相鄰的兩個所述正六 棱柱4的側(cè)壁相平行且正對設(shè)置，相鄰正六棱柱4相正對設(shè)置的側(cè)壁之間具有一定的間隙， 所述間隙的距離為形成所述待制備的所述蜂窩芯材的側(cè)壁厚度。為了將進(jìn)一步調(diào)節(jié)所述正 六棱柱4之間的位置，所述固定頂板3上可以設(shè)置有與所述正六棱柱4相對應(yīng)的卡槽，通過 所述卡槽可以調(diào)整所述正六棱柱4之間的距離和間隙。
[0044]為了進(jìn)一步規(guī)范化所述蜂窩的結(jié)構(gòu)，優(yōu)選將所述后模2的任一所述正六棱柱4有 且僅有兩個不相鄰的側(cè)壁與相鄰的所述六棱柱4的側(cè)壁相對應(yīng)貼近且平行設(shè)置；并且從所 述后模2的一端計，位于奇數(shù)位置的所述正六棱柱4的中心點(diǎn)的連線與位于偶數(shù)位置的所 述正六棱柱4的中心點(diǎn)的連線相平行，即為附圖3所示的排列方式。
[0045] 如圖2所示，所述前模1為與所述后模2的形狀及排列方式相配合的結(jié)構(gòu)及形狀。 所述后模2的相鄰所述正六棱柱4的排列形狀形成凹陷部5,所述前模1的結(jié)構(gòu)為可深入所 述凹陷部5且與之形狀相適配的形狀。所述前模1和所述后模2相配合后，所述前模1與 所述后模2的所述正六棱柱4的側(cè)壁之間需要形成一定的間隙，所述間隙的距離為形所述 待制備的所述蜂窩芯材的側(cè)壁厚度，相配合后形成的所述間隙填充物料經(jīng)共擠形成的形狀 即為所述蜂窩芯材的形狀。
[0046] 以圖3-4所示的后模2結(jié)構(gòu)為例，與之適配的所述前模1與所述后模2相配合的 部分為波浪形線性結(jié)構(gòu)，其波峰6和波谷7具有與所述后模2的所述正六棱柱4的排列形 狀相對應(yīng)適配的形狀。
[0047] 所述前模1可以為一體成型的波浪形線性形狀，只需其與后模配合的部分與之適 配即可。作為可以變換的結(jié)構(gòu)，所述前模還可以是由若干與所述正六棱柱4的側(cè)壁長度相 等的活動片8在拐點(diǎn)9處通過轉(zhuǎn)軸連接而成的活動轉(zhuǎn)向模，可以成任意角度的轉(zhuǎn)動，以便于 折疊收納及延長。
[0048] 上述模具還可應(yīng)用于連續(xù)制備蜂窩芯材的裝置，包括上述的模具、用于投加料形 成所述蜂窩芯材的物料的擠出機(jī)及紗架，以及控制所述前模1和/或后模2移動的計算機(jī) 控制系統(tǒng)。
[0049] 實施例1
[0050] 本實施例所述制備Z向定向連續(xù)纖維增強(qiáng)蜂窩芯材的工藝，具體包括如下步驟：
[0051] (1)根據(jù)所制備的蜂窩芯材的尺寸要求事先安裝好載物架，載物架起始部分有一 塊立板，將所述后模2固定于臺面立板前端，并調(diào)整相鄰所述正六棱柱4的側(cè)壁之間的距離 為待制備蜂窩的壁厚0. 5mm，擠出機(jī)料斗加入高密度聚乙烯顆粒料，擠出機(jī)各加熱段進(jìn)入加 熱狀態(tài)，調(diào)整擠出機(jī)口模尺寸，使得熔融狀態(tài)的聚乙烯樹脂與玻璃纖維實現(xiàn)共擠出并充分 混合，以所述長纖維材料與樹脂的總量計，所述玻璃纖維的質(zhì)量含量為10%左右；
[0052] (2)將混有熔融樹脂流體的纖維材料沿著后模2靠近所述前模1方向的前側(cè)表面 (即正對紙面下方）做"幾"字形往復(fù)運(yùn)動，在所述后模2的一側(cè)堆積出半個蜂窩結(jié)構(gòu)；
[0053] (3)此時推動前模1與后模2相配合，并控制所述前模1與后模2的配合間隙為所 述蜂窩的壁厚，熱塑性樹脂冷卻定型后，即形成了半個蜂窩單元；
[0054] (4)此時將所述前模1向后退出，并將其移至所述后模2的后側(cè)表面（即正對紙面 上方），在所述后模的后側(cè)表面重復(fù)上述步驟（2)和（3)，以形成整個的蜂窩單元；
[0055](5)依次在所述后模2的后側(cè)表面（即正對紙面上方）重復(fù)上述步驟（2)和（3)， 以制備下一組蜂窩單元，直至形成整個的蜂窩結(jié)構(gòu)芯材。
[0056] 實施例2
[0057] 按照實施例1所述方法，以玄武巖纖維為原料，輔以聚丙烯樹脂制備所述的蜂窩 芯材，以所述長纖維材料與樹脂的總量計，所述玄武巖纖維的質(zhì)量含量為20%。
[0058] 實施例3
[0059] 按照實施例1所述方法，以芳綸纖維為原料，輔以聚酰胺樹脂制備所述的蜂窩芯 材，以所述長纖維材料與樹脂的總量計，所述芳綸纖維的質(zhì)量含量為30%。
[0060] 實施例4
[0061] 按照實施例1所述方法，以碳纖維為原料，輔以熱塑性聚酯樹脂制備所述的蜂窩 芯材，以所述長纖維材料與樹脂的總量計，所述碳纖維的質(zhì)量含量為40%。
[0062] 實施例5
[0063] 按照實施例1所述方法，以玄武巖纖維為原料，輔以熱塑性聚氨酯樹脂制備所述 的蜂窩芯材，以所述長纖維材料與樹脂的總量計，所述玄武巖纖維的質(zhì)量含量為50%。
[0064] 對比例1
[0065] 市售產(chǎn)品中通用的沒有纖維增強(qiáng)的聚丙烯蜂窩芯材。
[0066] 對比例2
[0067] 按照中國專利CN101797822A公開的方法，以散亂狀短切纖維棉/氈經(jīng)注入環(huán)氧樹 脂基體成預(yù)混模壓料，并經(jīng)加熱加壓模制而成。
[0068] 對比例3
[0069] 按照中國專利CN101386210A公開的方法，采用玄武巖連續(xù)長絲作為織造原料，先 織成多層整體織造蜂窩立體布作為框架的方式，再利用拉擠工藝，在常溫常壓條件下采用 環(huán)氧樹脂/酚醛胺環(huán)氧固化成型，制得多層立體框架蜂窩復(fù)合材料。
[0070] 對上述實施例1-5和對比例1-3中制得的蜂窩芯材進(jìn)行性能指標(biāo)的檢測，結(jié)果見 表1。
[0071] 表1實施例和對比例蜂窩芯材達(dá)到的性能指標(biāo)
[0072]

【權(quán)利要求】
1. 一種制備Z向定向連續(xù)纖維增強(qiáng)蜂窩芯材的工藝，其特征在于，包括如下步驟： (1) 以具有Z向連續(xù)的長纖維為增強(qiáng)材料，以熱塑性樹脂作為基體材料，在擠出機(jī)機(jī)頭 處以熔融狀態(tài)的熱塑性樹脂包覆并浸潤所述長纖維增強(qiáng)材料； (2) 采用共擠出工藝形成所述長纖維材料和所述熱塑性樹脂，按照所述蜂窩芯材的形 狀堆積擠出材料，形成所述蜂窩芯材的半邊側(cè)壁； (3) 移動模具至形成的半邊側(cè)壁相對的方向繼續(xù)堆積另外半邊側(cè)壁，形成整個的蜂窩 結(jié)構(gòu)； (4) 重復(fù)上述工藝步驟，進(jìn)而得到所述連續(xù)蜂窩芯材。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備Z向定向連續(xù)纖維增強(qiáng)蜂窩芯材的工藝，其特征在于，所 述長纖維材料選自玻璃纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維、碳纖維、棉纖維、竹纖維、尼龍纖維、錦 綸、滌綸等具有增強(qiáng)作用的長纖維中的至少一種或幾種混合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備Z向定向連續(xù)纖維增強(qiáng)蜂窩芯材的工藝，其特征在于，所 述熱塑性樹脂選自聚乙烯、聚丙烯、熱塑性聚酯樹脂、熱塑性聚氨酯、熱塑性聚碳酸酯或聚 酰胺中的至少一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的制備Z向定向連續(xù)纖維增強(qiáng)蜂窩芯材的工藝，其特征 在于，以所述長纖維材料與樹脂的總量計，所述長纖維材料的質(zhì)量含量為10-50%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的制備Z向定向連續(xù)纖維增強(qiáng)蜂窩芯材的工藝，其特征 在于，該工藝使用的模具包括相互配合的前模（1)和后模（2); 所述后模（2)包括若干交錯排列的正六棱柱（4)，相鄰所述正六棱柱（4)的側(cè)壁相平行 且正對設(shè)置，所述側(cè)壁之間具有形成所述蜂窩芯材側(cè)壁厚度的間隙； 所述前模（1)具有與所述后模（2)的相鄰所述正六棱柱（4)的排列形狀形成的凹陷部 (5)相對應(yīng)適配以形成蜂窩芯材結(jié)構(gòu)的形狀； 所述前模⑴和所述后模⑵相配合后，所述后模⑵的所述正六棱柱⑷的側(cè)壁與 所述前模（1)之間可形成一定的間隙，所述間隙即為形成的所述蜂窩芯材側(cè)壁的厚度； 所述工藝具體包括： (1) 將所述后模（2)固定于臺面上，并調(diào)整相鄰所述正六棱柱（4)的側(cè)壁之間的距離為 待制備蜂窩的壁厚，控制熱塑性樹脂顆粒處于熔融狀態(tài)，將所述纖維材料與熔融態(tài)的樹脂 于擠出機(jī)?？谔幗檹?fù)合，備用； (2) 控制混有熔融樹脂流體的纖維材料沿著后模（2)靠近所述前模（1)方向的前側(cè)表 面做幾字形往復(fù)運(yùn)動，在所述后模（2)的一側(cè)堆積出半個蜂窩結(jié)構(gòu)； (3) 此時推動前模（1)與后模（2)相配合，并控制所述前模（1)與后模（2)的配合間隙 為所述蜂窩的壁厚，所述熱塑性樹脂冷卻定型即形成了半個蜂窩單元； ⑷將所述前模⑴向后退出，并將其移至所述后模⑵的后側(cè)表面，在所述后模的后 側(cè)表面重復(fù)上述步驟（2)和（3)，以形成整個的蜂窩單元； (5) 依次在所述后模（2)的后側(cè)表面重復(fù)上述步驟（2)和（3)，以制備下一組蜂窩單 元，直至形成整個的蜂窩結(jié)構(gòu)芯材。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備Z向定向連續(xù)纖維增強(qiáng)蜂窩芯材的工藝，其特征在于， 所述后模（2)的任一所述正六棱柱（4)有且僅有兩個不相鄰的側(cè)壁與相鄰所述六棱柱（4) 的側(cè)壁相對應(yīng)貼近；且從所述后模（2)的一端計，位于奇數(shù)位置的所述正六棱柱（4)的中心 點(diǎn)的連線與位于偶數(shù)位置的所述正六棱柱（4)的中心點(diǎn)的連線相平行； 所述前模（1)與所述后模（2)相配合的部分為波浪形線性結(jié)構(gòu)，其波峰（6)和波谷（7) 具有與所述后模（2)的所述正六棱柱（4)的排列形狀相對應(yīng)適配的形狀。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備Z向定向連續(xù)纖維增強(qiáng)蜂窩芯材的工藝，其特征在于，所 述前模⑴為一體成型的波浪形線性形狀，或者是由若干與所述正六棱柱⑷的側(cè)壁長度 相等的活動片（8)在拐點(diǎn)（9)處通過轉(zhuǎn)軸連接而成，并可成任意角度轉(zhuǎn)動。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5-7任一所述的制備Z向定向連續(xù)纖維增強(qiáng)蜂窩芯材的工藝，其特征 在于，所述后模（2)還設(shè)有與所述正六棱柱（4)的頂面相固定連接的固定頂板（3)，所述頂 板（3)上選擇性的設(shè)置有與所述正六棱柱（4)相對應(yīng)的卡槽，通過所述卡槽可以調(diào)整所述 正六棱柱（4)之間的距離和間隙。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5-8任一所述的制備Z向定向連續(xù)纖維增強(qiáng)蜂窩芯材的工藝，其特征 在于，所述蜂窩芯材側(cè)壁的厚度為〇. 5mm?5mm。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述工藝制備得到的Z向定向連續(xù)纖維增強(qiáng)蜂窩芯材。
【文檔編號】B32B3/12GK104494214SQ201410781148
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月16日
【發(fā)明者】楊世澤, 王愛萍, 李華, 王慧軍, 惠林海, 張璐, 丁笑暉, 劉發(fā)杰, 金子明, 馬麗華, 田平, 夏敏, 林淑紅 申請人:中國兵器工業(yè)集團(tuán)第五三研究所