专利名称：纤维增强复合材料点阵夹芯板的模具及湿法制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种纤维复合材料点阵夹芯板的模具及利用该模具制备纤维复合材
料点阵夹芯板的工艺。
背景技术：
纤维增强复合材料与金属材料相比，具有更高的比强度和比刚度。现有的研究点阵夹芯板结构使用的材料大部分都是金属材料，其制备方法为基于金属丝编织工艺基础之上的网系叠层点焊方法、熔模铸造工艺和基于微接触印刷技术基础上的扎制_电镀焊接工艺。现有的金属材料点阵夹芯板成形困难，而复合材料点阵夹芯板与传统金属点阵夹芯板相比较具有更高的比强度、比刚度，更容易成型且具有更强的可设计性。但是，目前没有专门制作纤维增强复合材料点阵夹芯板的模具以及利用该模具制备纤维增强复合材料点阵夹芯板的湿法工艺。
发明内容
本发明的目的是为解决目前没有专门制作纤维增强复合材料点阵夹芯板的模具以及利用该模具制备纤维增强复合材料点阵夹芯板的湿法工艺的问题，进而提供了一种纤维增强复合材料点阵夹芯板的模具及湿法制备工艺。 本发明的纤维增强复合材料点阵夹芯板的模具包括多个模具单体和两个固定条，每个模具单体的横截面为非等腰梯形，每个模具单体的一个斜面上开有多对第一半圆形通
孔且第一半圆形通孔与模具单体的上下表面相连通，每对第一半圆形通孔呈八字形设置，多对第一半圆形通孔的中心线与水平线的夹角均相等，每个模具单体的另一个斜面上与每对第一半圆形通孔对应位置处开有第二半圆形通孔，第二半圆形通孔的中心线与对应的一对第一半圆形通孔的对称线构成的平面与模具单体的横截面平行设置，多个模具单体一正一倒相间平铺设置构成平板状，相邻的两个模具单体上的多对第一半圆形通孔形成多对第一圆形通孔，相邻的两个模具单体上的多个第二半圆形通孔形成多个第二圆形通孔，第一圆形通孔与第二圆形通孔的直径相同，多个模具单体设置在两个固定条之间，模具单体的材料为硅橡胶。 本发明的制备纤维增强复合材料点阵夹芯板湿法工艺是按照以下步骤实现的
步骤一、模具处理用丙酮溶液清洗模具表面，然后用脱模剂处理模具的外表面；
步骤二、固定模具用夹具将模具固定； 步骤三、巻制纤维柱用预浸料巻制纤维柱，保持纤维方向与纤维柱的轴向相同，
巻制的纤维柱的直径与第一圆形通孔和第二圆形通孔的直径相同，巻制的纤维柱的数量为
第一圆形通孔的数量与第二圆形通孔的数量之和，巻制的纤维柱的长度比第一圆形通孔和
第二圆形通孔的长度长40 50mm，然后将巻制的纤维柱塞进相应的第一圆形通孔和第二
圆形通孔内，每个巻制的纤维柱两端均露出模具的上下表面20 25mm ; 步骤四、铺放纤维预浸料在模具的上下表面铺放纤维预浸料，在铺设过程中将模具上下表面露出的纤维柱沿纤维柱长度方向向两侧劈开，将劈开的纤维柱预埋在模具上下表面的预浸料内，形成纤维增强复合材料点阵夹芯板坯； 步骤五、产品固化将纤维增强复合材料点阵夹芯板坯和模具放在液压机上加温固化，使纤维预浸料的上下面和液压机的上下压面充分接触，固化温度为130 14(TC，压力保持时间为2. 5 3. 5小时； 步骤六、脱模拆下夹具，然后将每个模具单体沿长度方向抽出，即制得纤维增强复合材料四面体点阵夹芯板。 本发明的有益效果是本发明的纤维增强复合材料点阵夹芯板的模具采用多个硅橡胶模具单体平铺设置构成平板状，并且相邻的两个模具单体上的多对第一半圆形通孔形
成多对第一圆形通孔，相邻的两个模具单体上的多个第二半圆形通孔形成多个第二圆形通孔，可以制作出纤维增强复合材料点阵夹芯板，本发明的纤维增强复合材料点阵夹芯板的模具的结构简单、成本低廉、操作方便；本发明的制备纤维增强复合材料点阵夹芯板湿法工艺根据纤维增强复合材料容易成型的特点，在铺设过程中将模具上下表面露出的纤维柱沿纤维柱长度方向向两侧劈开，将劈开的纤维柱预埋在模具上下表面的预浸料内，使模具上下表面铺设的纤维布通过点阵结构排列的纤维柱固接为一体，制得的纤维增强复合材料点阵夹芯板与传统金属点阵夹芯板相比，具有更高的比强度和比刚度。
图1本发明的纤维增强复合材料点阵夹芯板的模具的立体图，图2是本发明的模具单体的立体图。
具体实施例方式
具体实施方式
一 如图1 2所示，本实施方式的纤维增强复合材料点阵夹芯板的模具包括多个模具单体1和两个固定条2，每个模具单体1的横截面为非等腰梯形，每个模具单体1的一个斜面上开有多对第一半圆形通孔1-1且第一半圆形通孔1-1与模具单体1的上下表面相连通，每对第一半圆形通孔1-1呈八字形设置，多对第一半圆形通孔1-1的中心线与水平线的夹角均相等，每个模具单体1的另一个斜面上与每对第一半圆形通孔1-1对应位置处开有第二半圆形通孔l-2，第二半圆形通孔1-2的中心线与对应的一对第一半圆形通孔1-1的对称线构成的平面与模具单体1的横截面平行设置，多个模具单体1 一正一倒相间平铺设置构成平板状，相邻的两个模具单体1上的多对第一半圆形通孔1-1形成多对第一圆形通孔1-1-1，相邻的两个模具单体1上的多个第二半圆形通孔1-2形成多个第二圆形通孔l-21，第一圆形通孔1-1-1与第二圆形通孔1-2-1的直径相同，多个模具单体1设置在两个固定条2之间，模具单体1的材料为硅橡胶。
具体实施方式
二 如图1所示，本实施方式所述模具还包括多个横截面为圆形的硬质金属条3，每个模具单体1沿长度方向上的中心处开有第三圆形通孔l-3，每个模具单体1上的第三圆形通孔1-3内固装有一个圆形的硬质金属条3。如此设计，可以防止模具单体1沿长度方向变形，起到骨架的作用。
其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三如图1所示，本实施方式的纤维增强复合材料点阵夹芯板湿法制备工艺步骤如下 步骤一、模具处理用丙酮溶液清洗模具表面，然后用脱模剂处理模具的外表面；
步骤二、固定模具用夹具将模具固定； 步骤三、巻制纤维柱用预浸料巻制纤维柱，保持纤维方向与纤维柱的轴向相同， 巻制的纤维柱的直径与第一圆形通孔1-1-1和第二圆形通孔1-2-1的直径相同，巻制的纤 维柱的数量为第一圆形通孔1-1-1的数量与第二圆形通孔1-2-1的数量之和，巻制的纤维 柱的长度比第一圆形通孔1-1-1和第二圆形通孔1-2-1的长度长40 50mm，然后将巻制的 纤维柱塞进相应的第一圆形通孔1-1-1和第二圆形通孔1-2-1内，每个巻制的纤维柱两端 均露出模具的上下表面20 25mm ; 步骤四、铺放纤维预浸料在模具的上下表面铺放纤维预浸料，在铺设过程中将模 具上下表面露出的纤维柱沿纤维柱长度方向向两侧劈开，将劈开的纤维柱预埋在模具上下 表面的预浸料内，形成纤维增强复合材料点阵夹芯板坯； 步骤五、产品固化将纤维增强复合材料点阵夹芯板坯和模具放在液压机上加温 固化，使纤维预浸料的上下面和液压机的上下压面充分接触，固化温度为130 14(TC，压 力保持时间为2. 5 3. 5小时； 步骤六、脱模拆下夹具，然后将每个模具单体1沿长度方向抽出，即制得纤维增 强复合材料四面体点阵夹芯板。
权利要求
一种纤维增强复合材料点阵夹芯板的模具，所述模具包括多个模具单体(1)和两个固定条(2)，其特征在于每个模具单体(1)的横截面为非等腰梯形，每个模具单体(1)的一个斜面上开有多对第一半圆形通孔(1-1)且第一半圆形通孔(1-1)与模具单体(1)的上下表面相连通，每对第一半圆形通孔(1-1)呈八字形设置，多对第一半圆形通孔(1-1)的中心线与水平线的夹角均相等，每个模具单体(1)的另一个斜面上与每对第一半圆形通孔(1-1)对应位置处开有第二半圆形通孔(1-2)，第二半圆形通孔(1-2)的中心线与对应的一对第一半圆形通孔(1-1)的对称线构成的平面与模具单体(1)的横截面平行设置，多个模具单体(1)一正一倒相间平铺设置构成平板状，相邻的两个模具单体(1)上的多对第一半圆形通孔(1-1)形成多对第一圆形通孔(1-1-1)，相邻的两个模具单体(1)上的多个第二半圆形通孔(1-2)形成多个第二圆形通孔(1-2-1)，第一圆形通孔(1-1-1)与第二圆形通孔(1-2-1)的直径相同，多个模具单体(1)设置在两个固定条(2)之间，模具单体(1)的材料为硅橡胶。
2. 根据权利要求1所述的纤维增强复合材料点阵夹芯板的模具，其特征在于所述模 具还包括多个横截面为圆形的硬质金属条(3)，每个模具单体(1)沿长度方向上的中心处 开有第三圆形通孔(l-3)，每个模具单体(1)上的第三圆形通孔(1-3)内固装有一个圆形的 硬质金属条(3)。
3. —种利用权利要求1或2的模具制备纤维增强复合材料点阵夹芯板湿法工艺，其特 征在于制备纤维增强复合材料点阵夹芯板湿法工艺步骤如下步骤一、模具处理用丙酮溶液清洗模具表面，然后用脱模剂处理模具的外表面； 步骤二、固定模具用夹具将模具固定；步骤三、巻制纤维柱用预浸料巻制纤维柱，保持纤维方向与纤维柱的轴向相同，巻制 的纤维柱的直径与第一圆形通孔(1-1-1)和第二圆形通孔(1-2-1)的直径相同，巻制的纤 维柱的数量为第一圆形通孔(1-1-1)的数量与第二圆形通孔(1-2-1)的数量之和，巻制的 纤维柱的长度比第一圆形通孔(1-1-1)和第二圆形通孔(1-2-1)的长度长40 50mm，然后 将巻制的纤维柱塞进相应的第一圆形通孔(1-1-1)和第二圆形通孔(1-2-1)内，每个巻制 的纤维柱两端均露出模具的上下表面各20 25mm ;步骤四、铺放纤维预浸料在模具的上下表面铺放纤维预浸料，在铺设过程中将模具上 下表面露出的纤维柱沿纤维柱长度方向向两侧劈开，将劈开的纤维柱预埋在模具上下表面 的预浸料内，形成纤维增强复合材料点阵夹芯板坯；步骤五、产品固化将纤维增强复合材料点阵夹芯板坯和模具放在液压机上加温固化， 使纤维预浸料的上下面和液压机的上下压面充分接触，固化温度为130 14(TC，压力保持 时间为2. 5 3. 5小时；步骤六、脱模拆下夹具，然后将每个模具单体(1)沿长度方向抽出，即制得纤维增强复合材料点阵夹芯板。
全文摘要
纤维增强复合材料点阵夹芯板的模具及湿法制备工艺，它涉及一种模具及湿法制备工艺。本发明解决了目前没有专门制作纤维增强复合材料点阵夹芯板的模具以及利用该模具制备纤维增强复合材料点阵夹芯板的湿法工艺的问题。多个模具单体一正一倒相间平铺设置构成平板状，多个模具单体设置在两个固定条之间；步骤一、模具处理；步骤二、固定模具；步骤三、卷制纤维柱；步骤四、铺放纤维预浸料；步骤五、加压固化；步骤六、脱模。本发明的纤维增强复合材料点阵夹芯板的模具的结构简单、成本低廉、操作方便；利用本发明的湿法制备工艺制得的纤维增强复合材料点阵夹芯板与传统金属点阵夹芯板相比，具有更高的比强度和比刚度。
文档编号B29C70/54GK101708659SQ20091030915
公开日2010年5月19日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者吴林志, 张国旗, 王兵, 王明亮, 马力 申请人:哈尔滨工业大学