專利名稱：纖維增強復合材料點陣夾芯板的模具及濕法制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種纖維復合材料點陣夾芯板的模具及利用該模具制備纖維復合材
料點陣夾芯板的工藝。
背景技術(shù)：
纖維增強復合材料與金屬材料相比，具有更高的比強度和比剛度?，F(xiàn)有的研究點陣夾芯板結(jié)構(gòu)使用的材料大部分都是金屬材料，其制備方法為基于金屬絲編織工藝基礎(chǔ)之上的網(wǎng)系疊層點焊方法、熔模鑄造工藝和基于微接觸印刷技術(shù)基礎(chǔ)上的扎制_電鍍焊接工藝?，F(xiàn)有的金屬材料點陣夾芯板成形困難，而復合材料點陣夾芯板與傳統(tǒng)金屬點陣夾芯板相比較具有更高的比強度、比剛度，更容易成型且具有更強的可設(shè)計性。但是，目前沒有專門制作纖維增強復合材料點陣夾芯板的模具以及利用該模具制備纖維增強復合材料點陣夾芯板的濕法工藝。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決目前沒有專門制作纖維增強復合材料點陣夾芯板的模具以及利用該模具制備纖維增強復合材料點陣夾芯板的濕法工藝的問題，進而提供了一種纖維增強復合材料點陣夾芯板的模具及濕法制備工藝。 本發(fā)明的纖維增強復合材料點陣夾芯板的模具包括多個模具單體和兩個固定條，每個模具單體的橫截面為非等腰梯形，每個模具單體的一個斜面上開有多對第一半圓形通
孔且第一半圓形通孔與模具單體的上下表面相連通，每對第一半圓形通孔呈八字形設(shè)置，多對第一半圓形通孔的中心線與水平線的夾角均相等，每個模具單體的另一個斜面上與每對第一半圓形通孔對應位置處開有第二半圓形通孔，第二半圓形通孔的中心線與對應的一對第一半圓形通孔的對稱線構(gòu)成的平面與模具單體的橫截面平行設(shè)置，多個模具單體一正一倒相間平鋪設(shè)置構(gòu)成平板狀，相鄰的兩個模具單體上的多對第一半圓形通孔形成多對第一圓形通孔，相鄰的兩個模具單體上的多個第二半圓形通孔形成多個第二圓形通孔，第一圓形通孔與第二圓形通孔的直徑相同，多個模具單體設(shè)置在兩個固定條之間，模具單體的材料為硅橡膠。 本發(fā)明的制備纖維增強復合材料點陣夾芯板濕法工藝是按照以下步驟實現(xiàn)的
步驟一、模具處理用丙酮溶液清洗模具表面，然后用脫模劑處理模具的外表面；
步驟二、固定模具用夾具將模具固定； 步驟三、巻制纖維柱用預浸料巻制纖維柱，保持纖維方向與纖維柱的軸向相同，
巻制的纖維柱的直徑與第一圓形通孔和第二圓形通孔的直徑相同，巻制的纖維柱的數(shù)量為
第一圓形通孔的數(shù)量與第二圓形通孔的數(shù)量之和，巻制的纖維柱的長度比第一圓形通孔和
第二圓形通孔的長度長40 50mm，然后將巻制的纖維柱塞進相應的第一圓形通孔和第二
圓形通孔內(nèi)，每個巻制的纖維柱兩端均露出模具的上下表面20 25mm ; 步驟四、鋪放纖維預浸料在模具的上下表面鋪放纖維預浸料，在鋪設(shè)過程中將模具上下表面露出的纖維柱沿纖維柱長度方向向兩側(cè)劈開，將劈開的纖維柱預埋在模具上下表面的預浸料內(nèi)，形成纖維增強復合材料點陣夾芯板坯； 步驟五、產(chǎn)品固化將纖維增強復合材料點陣夾芯板坯和模具放在液壓機上加溫固化，使纖維預浸料的上下面和液壓機的上下壓面充分接觸，固化溫度為130 14(TC，壓力保持時間為2. 5 3. 5小時； 步驟六、脫模拆下夾具，然后將每個模具單體沿長度方向抽出，即制得纖維增強復合材料四面體點陣夾芯板。 本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的纖維增強復合材料點陣夾芯板的模具采用多個硅橡膠模具單體平鋪設(shè)置構(gòu)成平板狀，并且相鄰的兩個模具單體上的多對第一半圓形通孔形
成多對第一圓形通孔，相鄰的兩個模具單體上的多個第二半圓形通孔形成多個第二圓形通孔，可以制作出纖維增強復合材料點陣夾芯板，本發(fā)明的纖維增強復合材料點陣夾芯板的模具的結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、操作方便；本發(fā)明的制備纖維增強復合材料點陣夾芯板濕法工藝根據(jù)纖維增強復合材料容易成型的特點，在鋪設(shè)過程中將模具上下表面露出的纖維柱沿纖維柱長度方向向兩側(cè)劈開，將劈開的纖維柱預埋在模具上下表面的預浸料內(nèi)，使模具上下表面鋪設(shè)的纖維布通過點陣結(jié)構(gòu)排列的纖維柱固接為一體，制得的纖維增強復合材料點陣夾芯板與傳統(tǒng)金屬點陣夾芯板相比，具有更高的比強度和比剛度。
圖1本發(fā)明的纖維增強復合材料點陣夾芯板的模具的立體圖，圖2是本發(fā)明的模具單體的立體圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一 如圖1 2所示，本實施方式的纖維增強復合材料點陣夾芯板的模具包括多個模具單體1和兩個固定條2，每個模具單體1的橫截面為非等腰梯形，每個模具單體1的一個斜面上開有多對第一半圓形通孔1-1且第一半圓形通孔1-1與模具單體1的上下表面相連通，每對第一半圓形通孔1-1呈八字形設(shè)置，多對第一半圓形通孔1-1的中心線與水平線的夾角均相等，每個模具單體1的另一個斜面上與每對第一半圓形通孔1-1對應位置處開有第二半圓形通孔l-2，第二半圓形通孔1-2的中心線與對應的一對第一半圓形通孔1-1的對稱線構(gòu)成的平面與模具單體1的橫截面平行設(shè)置，多個模具單體1 一正一倒相間平鋪設(shè)置構(gòu)成平板狀，相鄰的兩個模具單體1上的多對第一半圓形通孔1-1形成多對第一圓形通孔1-1-1，相鄰的兩個模具單體1上的多個第二半圓形通孔1-2形成多個第二圓形通孔l-21，第一圓形通孔1-1-1與第二圓形通孔1-2-1的直徑相同，多個模具單體1設(shè)置在兩個固定條2之間，模具單體1的材料為硅橡膠。
具體實施方式
二 如圖1所示，本實施方式所述模具還包括多個橫截面為圓形的硬質(zhì)金屬條3，每個模具單體1沿長度方向上的中心處開有第三圓形通孔l-3，每個模具單體1上的第三圓形通孔1-3內(nèi)固裝有一個圓形的硬質(zhì)金屬條3。如此設(shè)計，可以防止模具單體1沿長度方向變形，起到骨架的作用。
其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三如圖1所示，本實施方式的纖維增強復合材料點陣夾芯板濕法制備工藝步驟如下 步驟一、模具處理用丙酮溶液清洗模具表面，然后用脫模劑處理模具的外表面；
步驟二、固定模具用夾具將模具固定； 步驟三、巻制纖維柱用預浸料巻制纖維柱，保持纖維方向與纖維柱的軸向相同， 巻制的纖維柱的直徑與第一圓形通孔1-1-1和第二圓形通孔1-2-1的直徑相同，巻制的纖 維柱的數(shù)量為第一圓形通孔1-1-1的數(shù)量與第二圓形通孔1-2-1的數(shù)量之和，巻制的纖維 柱的長度比第一圓形通孔1-1-1和第二圓形通孔1-2-1的長度長40 50mm，然后將巻制的 纖維柱塞進相應的第一圓形通孔1-1-1和第二圓形通孔1-2-1內(nèi)，每個巻制的纖維柱兩端 均露出模具的上下表面20 25mm ; 步驟四、鋪放纖維預浸料在模具的上下表面鋪放纖維預浸料，在鋪設(shè)過程中將模 具上下表面露出的纖維柱沿纖維柱長度方向向兩側(cè)劈開，將劈開的纖維柱預埋在模具上下 表面的預浸料內(nèi)，形成纖維增強復合材料點陣夾芯板坯； 步驟五、產(chǎn)品固化將纖維增強復合材料點陣夾芯板坯和模具放在液壓機上加溫 固化，使纖維預浸料的上下面和液壓機的上下壓面充分接觸，固化溫度為130 14(TC，壓 力保持時間為2. 5 3. 5小時； 步驟六、脫模拆下夾具，然后將每個模具單體1沿長度方向抽出，即制得纖維增 強復合材料四面體點陣夾芯板。
權(quán)利要求
一種纖維增強復合材料點陣夾芯板的模具，所述模具包括多個模具單體(1)和兩個固定條(2)，其特征在于每個模具單體(1)的橫截面為非等腰梯形，每個模具單體(1)的一個斜面上開有多對第一半圓形通孔(1-1)且第一半圓形通孔(1-1)與模具單體(1)的上下表面相連通，每對第一半圓形通孔(1-1)呈八字形設(shè)置，多對第一半圓形通孔(1-1)的中心線與水平線的夾角均相等，每個模具單體(1)的另一個斜面上與每對第一半圓形通孔(1-1)對應位置處開有第二半圓形通孔(1-2)，第二半圓形通孔(1-2)的中心線與對應的一對第一半圓形通孔(1-1)的對稱線構(gòu)成的平面與模具單體(1)的橫截面平行設(shè)置，多個模具單體(1)一正一倒相間平鋪設(shè)置構(gòu)成平板狀，相鄰的兩個模具單體(1)上的多對第一半圓形通孔(1-1)形成多對第一圓形通孔(1-1-1)，相鄰的兩個模具單體(1)上的多個第二半圓形通孔(1-2)形成多個第二圓形通孔(1-2-1)，第一圓形通孔(1-1-1)與第二圓形通孔(1-2-1)的直徑相同，多個模具單體(1)設(shè)置在兩個固定條(2)之間，模具單體(1)的材料為硅橡膠。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強復合材料點陣夾芯板的模具，其特征在于所述模 具還包括多個橫截面為圓形的硬質(zhì)金屬條(3)，每個模具單體(1)沿長度方向上的中心處 開有第三圓形通孔(l-3)，每個模具單體(1)上的第三圓形通孔(1-3)內(nèi)固裝有一個圓形的 硬質(zhì)金屬條(3)。
3. —種利用權(quán)利要求1或2的模具制備纖維增強復合材料點陣夾芯板濕法工藝，其特 征在于制備纖維增強復合材料點陣夾芯板濕法工藝步驟如下步驟一、模具處理用丙酮溶液清洗模具表面，然后用脫模劑處理模具的外表面； 步驟二、固定模具用夾具將模具固定；步驟三、巻制纖維柱用預浸料巻制纖維柱，保持纖維方向與纖維柱的軸向相同，巻制 的纖維柱的直徑與第一圓形通孔(1-1-1)和第二圓形通孔(1-2-1)的直徑相同，巻制的纖 維柱的數(shù)量為第一圓形通孔(1-1-1)的數(shù)量與第二圓形通孔(1-2-1)的數(shù)量之和，巻制的 纖維柱的長度比第一圓形通孔(1-1-1)和第二圓形通孔(1-2-1)的長度長40 50mm，然后 將巻制的纖維柱塞進相應的第一圓形通孔(1-1-1)和第二圓形通孔(1-2-1)內(nèi)，每個巻制 的纖維柱兩端均露出模具的上下表面各20 25mm ;步驟四、鋪放纖維預浸料在模具的上下表面鋪放纖維預浸料，在鋪設(shè)過程中將模具上 下表面露出的纖維柱沿纖維柱長度方向向兩側(cè)劈開，將劈開的纖維柱預埋在模具上下表面 的預浸料內(nèi)，形成纖維增強復合材料點陣夾芯板坯；步驟五、產(chǎn)品固化將纖維增強復合材料點陣夾芯板坯和模具放在液壓機上加溫固化， 使纖維預浸料的上下面和液壓機的上下壓面充分接觸，固化溫度為130 14(TC，壓力保持 時間為2. 5 3. 5小時；步驟六、脫模拆下夾具，然后將每個模具單體(1)沿長度方向抽出，即制得纖維增強復合材料點陣夾芯板。
全文摘要
纖維增強復合材料點陣夾芯板的模具及濕法制備工藝，它涉及一種模具及濕法制備工藝。本發(fā)明解決了目前沒有專門制作纖維增強復合材料點陣夾芯板的模具以及利用該模具制備纖維增強復合材料點陣夾芯板的濕法工藝的問題。多個模具單體一正一倒相間平鋪設(shè)置構(gòu)成平板狀，多個模具單體設(shè)置在兩個固定條之間；步驟一、模具處理；步驟二、固定模具；步驟三、卷制纖維柱；步驟四、鋪放纖維預浸料；步驟五、加壓固化；步驟六、脫模。本發(fā)明的纖維增強復合材料點陣夾芯板的模具的結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、操作方便；利用本發(fā)明的濕法制備工藝制得的纖維增強復合材料點陣夾芯板與傳統(tǒng)金屬點陣夾芯板相比，具有更高的比強度和比剛度。
文檔編號B29C70/54GK101708659SQ20091030915
公開日2010年5月19日 申請日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者吳林志, 張國旗, 王兵, 王明亮, 馬力 申請人:哈爾濱工業(yè)大學