蜂窩夾芯及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及一種蜂窩夾芯及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]蜂窩夾芯板是目前應(yīng)用最為成熟的夾芯板，具有輕質(zhì)高強(qiáng)、隔熱隔聲、抗壓及抗彎性能優(yōu)異等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶、高速列車(chē)、風(fēng)機(jī)葉片、土木工程等領(lǐng)域。其蜂窩夾芯通常分為熱固性?shī)A芯和熱塑性?shī)A芯。熱固性?shī)A芯通常采用膠接拉伸法或波紋壓型膠接法制成。而熱塑性?shī)A芯通常利用擠出后熱融合的方法成型。但現(xiàn)有蜂窩夾芯制造工藝復(fù)雜，且蜂窩夾芯通常為平面夾芯，很難滿足曲面結(jié)構(gòu)需求。此外，現(xiàn)有蜂窩夾芯一般由相同尺寸的孔格組成，難以適應(yīng)經(jīng)過(guò)蜂窩結(jié)構(gòu)優(yōu)化產(chǎn)生的變厚度、變尺寸的結(jié)構(gòu)。
[0003]因此，現(xiàn)有的制備蜂窩夾芯的技術(shù)有待進(jìn)一步改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種蜂窩夾芯及其制備方法，該方法可以顯著提高蜂窩夾芯的生產(chǎn)效率，大幅提高夾芯與面板的連接性能，并且可以制備得到曲面結(jié)構(gòu)的蜂窩夾芯。
[0005]在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種制備蜂窩夾芯的方法，包括:
[0006](I)提供3D打印機(jī)可識(shí)別的STL格式的三維蜂窩夾芯模型文件，所述三維蜂窩夾芯模型文件中的蜂窩單元的至少部分壁厚在沿所述蜂窩單元的中心向所述蜂窩單元兩端的方向上逐漸增加；
[0007](2)將所述三維蜂窩夾芯模型文件進(jìn)行打印流程優(yōu)化，并添加懸臂部分的支撐，然后進(jìn)行數(shù)字化橫截面切片，以便得到三維蜂窩夾芯模型切片數(shù)據(jù)；以及
[0008](3)采用3D打印機(jī)逐層打印所述三維蜂窩夾芯模型切片數(shù)據(jù)，以便獲得蜂窩夾芯。
[0009]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備蜂窩夾芯的方法通過(guò)采用3D打印技術(shù)可以快速制備得到蜂窩夾芯，并且加工精度高，材料浪費(fèi)少，從而可以顯著降低蜂窩夾芯的生產(chǎn)成本，同時(shí)該方法可以制備得到含有不同厚度和不同形狀的孔格的蜂窩夾芯，并且所得蜂窩單元的至少部分壁厚在沿蜂窩單元的中心向蜂窩單元兩端的方向上逐漸增加，從而可以增加蜂窩夾芯與面板的接觸面積，其次該方法可以制備得到具有曲面結(jié)構(gòu)的蜂窩夾芯，從而滿足非線性曲面結(jié)構(gòu)的要求，另外，采用該方法所得蜂窩夾芯具有優(yōu)異抗彎和抗壓性能。
[0010]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的制備蜂窩夾芯的方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0011]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(3)中，所述蜂窩夾芯是采用擠出堆積成型、三維粉末粘結(jié)成型、選擇性激光燒結(jié)成型、熔融沉積成型、數(shù)字光處理成型或立體光固化成型得到的。由此，可以顯著提高蜂窩夾芯的生產(chǎn)效率。
[0012]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述蜂窩夾芯具有多個(gè)孔格。
[0013]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述孔格的截面呈圓形、橢圓形、六邊形、菱形、矩形和三角形中的至少一種。
[0014]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，多個(gè)所述孔格的尺寸、壁厚相同或不同。
[0015]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述蜂窩夾芯呈平面結(jié)構(gòu)或曲面結(jié)構(gòu)。
[0016]在本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種蜂窩夾芯。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述蜂窩夾芯包括多個(gè)蜂窩單元，所述蜂窩單元的至少部分壁厚在沿所述蜂窩單元的中心向所述蜂窩單元兩端的方向上逐漸增加。
[0017]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的蜂窩夾芯中含有不同厚度和不同形狀的孔格，并且所得蜂窩單元的至少部分壁厚在沿蜂窩單元的中心向蜂窩單元兩端的方向上逐漸增加，從而可以增加蜂窩夾芯與面板的接觸面積，并且該蜂窩夾芯可以為平面或曲面結(jié)構(gòu)，從而滿足非線性曲面結(jié)構(gòu)的要求，另外，該蜂窩夾芯具有優(yōu)異抗彎和抗壓性能。
[0018]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的蜂窩夾芯還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0019]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述蜂窩夾芯具有多個(gè)孔格，并且所述孔格的截面呈圓形、橢圓形、六邊形、菱形、矩形和三角形中的至少一種。
[0020]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，多個(gè)所述孔格的尺寸、壁厚相同或不同。
[0021 ] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述蜂窩夾芯呈平面結(jié)構(gòu)或曲面結(jié)構(gòu)。
[0022]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制備蜂窩夾芯的方法流程示意圖；
[0024]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制備蜂窩夾芯的方法中的3D打印制備蜂窩夾芯的打印實(shí)例:
[0025]a.逐層打印、分層疊加3D打印過(guò)程；b.打印完成的蜂窩夾芯；c.蜂窩夾芯三維圖；
[0026]1.3D打印噴頭；2.蜂窩夾芯；3.打印懸空部分產(chǎn)生的支撐；
[0027]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的蜂窩夾芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0029]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0030]此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。
[0031]在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。
[0032]在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過(guò)中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0033]在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種制備蜂窩夾芯的方法。下面參考圖1-3對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的制備蜂窩夾芯的方法進(jìn)行詳細(xì)描述。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括:
[0034]SlOO:提供3D打印機(jī)可識(shí)別的STL格式的三維蜂窩夾芯模型文件
[0035]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供3D打印機(jī)可識(shí)別的STL格式的三維蜂窩夾芯模型文件，并且三維蜂窩夾芯模型文件中的蜂窩單元的至少部分壁厚在沿蜂窩單元的中心向蜂窩單元兩端的方向上逐漸增加。如圖3所示，蜂窩單元10為組成蜂窩夾芯的基本單元。需要說(shuō)明的是，“蜂窩單元的中心”可以理解為蜂窩單元的中軸線的中心，“蜂窩單元的至少部分壁厚在沿蜂窩單元的中心向蜂窩單元兩端的方向上逐漸增加”即靠近蜂窩單元的中心處壁厚較薄，而沿著遠(yuǎn)離蜂窩單元中心的方向上的壁厚逐漸變厚。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，可以采用計(jì)算機(jī)輔助軟件完成三維蜂窩夾芯建模，根據(jù)本發(fā)明的具體示例，所采用的計(jì)算機(jī)輔助軟件可以為AutoCAD、Rhinoceros、3DS MAX和Sketchup的其中一種，也可以利用結(jié)構(gòu)有限元分析軟件通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)得到三維蜂窩夾芯模型文件，然后將所得到的三維蜂窩夾芯模型文件轉(zhuǎn)換為成3D打印機(jī)可識(shí)別的STL格式的三維蜂窩夾芯模型文件。其中，所得三維蜂窩夾芯模型可以為由封閉的面構(gòu)成的三維實(shí)體模型。
[0036]S200:將三維蜂窩夾芯模型文件進(jìn)行打印流程優(yōu)化，并添加懸臂部分的支撐，然后進(jìn)行數(shù)字化橫截面切片
[0037]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在得到3D打印機(jī)可識(shí)別的STL格式的三維蜂窩夾芯模型文件之后，將得到的3D打印機(jī)可識(shí)別的STL格式的三維蜂窩夾芯模型文件進(jìn)行打印流程優(yōu)化，并添加懸臂部分的支撐，然后進(jìn)行數(shù)字化橫截面切片，從而可以得到三維蜂窩夾芯模型切片數(shù)據(jù)。具體的，為了連續(xù)流暢的打印每一層，采用3D打印機(jī)配套軟件對(duì)三維蜂窩夾芯模型文件首先進(jìn)行打印流程優(yōu)化，包括打印路徑的優(yōu)化，較