专利名称：一体化蜂窝板的封边模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及制备仿生轻量型夹芯板的方法和模具，尤其涉及一种一体化蜂窝板的封边模具方法。
背景技术：
蜂窝板已经在工业中得到广泛的应用。一种一体化有柱蜂窝仿生板也已提出数年(专利号ZL. 03 1 16503. 6)，但至今为止蜂窝板材都是通过粘结或镶嵌等多体成型工艺制作。本发明人在优秀生物结构的吸引下，经过坚持不懈的努力，率先开发了一体化(有柱)蜂窝技术(专利号:ZL 201020113926. 9，专利申请号201010110069. 1和 201010228680. 4)，但在实际应用时这些新型的一体化蜂窝板需要进行封边。传统蜂窝板的封边技术有1)专利申请号为99256869. 2中的封边条单独成型，然后与复合板材通过胶黏剂黏合而成；2)专利申请号为200620044409. 4中利用机械方式将封边条与复合板扣接成一体的；3)专利申请号为200610068523. 5中，复合板材的“上面板和下底板分别固定贴覆在蜂窝板的上下面”，然后置于特定模具内采用浇注方式封边，因此也是采用粘帖方式的多体成型方法之一。这些专利都是针对现行的多体成型蜂窝板而开发的。
发明内容本申请是ZL. 03116503. 6 及 ZL 201020113926. 9，201010110069. 1， 201010228680. 4的后续申请，是将这些专利应用于实际中都需要解决的一个具有共性的问题。例如，不论是空芯还是实芯蜂窝板，边缘部分存在着不完整的蜂窝格子，和多体成型的蜂窝那样，需要进行封边处理；又如，应用蜂窝板时，往往需要与其它零部件或物件进行三维联接。因此本发明的目的是对2010101100691,2010102286804中的成型方法及其成型模具进行相应的改进，提供一种一体化蜂窝板的封边方法及其模具，以提供一套一体化蜂窝板的封边、三维联接方法及其相应的模具装置。经观察研究，在甲虫前翅天然的结构中，如不仅有图1简易模型所示那样的蜂窝小柱结构(图中)，而且边缘(封边部分)没有任何接缝。因此，图1(a)为一具有边框结构的完全一体化的蜂窝板。换言之，严格地说天然的蜂窝只是蜂窝芯而不是蜂窝板；甲虫前翅才是具有天然封边结构，真正一体化的蜂窝板。这种一体化蜂窝板，它既不要粘接，也无需用钉子，镶嵌等的机械连接，因此，不仅具有简便易行，无任何接缝，天然一体等优点，此外， 在我们一系列的研究中已经证实，由于甲虫前翅中小柱内有强化纤维，而且封边部分为一边框结构，它们的存在，能够让前翅获得足够的抗弯，抗压强度，并能有效地增加前翅上层或下层层间的抗剥离强度等力学性能。受上述甲虫前翅天然结构的启发，本发明公开了一种一体化蜂窝板的封边模具方法，采取的技术方案如下一种一体化蜂窝板的封边模具方法，设有阳模与阴模，阳模主体为多边形柱体，各阳模主体与所要制备的蜂窝板中的每个多边形格栅形状一致、数量与多边形格栅总数相同，将阳模主体单个或集成定位于有底的框架型阴模内，各相邻阳模主体之间设有间隙，然后采用浇注方法向阴模内注入固化成型材料后脱模，相邻两阳模主体之间间隙成型为多边形格栅隔挡，阳模主体之下与阴模底板之间的空腔成型为多边形格栅蜂窝结构的下层板，覆盖阳模主体后的浇注材料成型为多边形格栅蜂窝结构的上层板，其特征在于置于框架型阴模内的阳模主体中，距离阴模各边框内侧近端的边缘阳模与阴模边框内侧之间设有间距，该间距在浇注固化成型材料后形成蜂窝板的封边。所说阴模边框内侧上可设有凹凸不平的花纹印记；所说阴模边框内侧上可设有凸凹榫槽；所说在阴模边框内侧可设置具有凸凹榫槽的垫板；所说阴模底板上表面可设有凹凸不平的花纹印记或凸凹榫槽。所说阴模底板上表面可设置具有凸凹榫槽的垫板；所说蜂窝板的封边侧或底面可预埋联接件或设置预留连接孔。本发明的优点及其显著效果本发明通过仿生手法，为轻质、高强的仿生蜂窝构造(专利号ZL. 03116503. 6)-及其一体化制备模具装置和方法(2010101100691及 201010228680. 4)提供了配套的封边技术。这种仿生封边技术完全不同于现在的通过粘接， 钉子或镶嵌等的机械式封边技术。只是蜂窝板的成型模具中，采用本发明的方法或模具装置后，就可得到天然一体的封边结构。它在继续保持前述专利具有的的轻质，高强，一体化制备蜂窝板无需粘结剂，低碳环保，或具有隔音、阻燃等功能之外，具有可设计性高，工艺简单等特点，特别是可方便地实现成品或半成品的生产。因此，本发明具有很好社会效益的优点，为蜂窝板开辟了更多的应用领域，是一种通过提高现行蜂窝板材技术含量增加经济效益的有效方法。
图1是根据甲虫前翅结构而得的天然一体蜂窝及其封边结构简易模型；(a)用黑粗线示意了内部结构的一体化蜂窝板的概念图；(b)斜切剖面透视图；其中，表面四边内侧的细线表示封边的起始线；图2是一体化制备无封边蜂窝板模具装置结构示意图(此前的系列发明)；(a)阴模，(b)两种基本的阳模；(c)阴模与阳模的组合时的情况；图3是仿生封边的阴模与阳模模具组合示意图(a)及其样品效果透视图(b)；图4是一体化圆形封边蜂窝板的模具装置组合示意图；图5是带横向联接沟槽的方形一体化蜂窝板样品效果图(a)及其阴模组合装置 (b)图6是一体化圆形封边蜂窝花纹板及其模具装置外观示意图，(a)带花纹的阴模 (盖板，简称为半阴模A)，(b)样品效果图，(c)带注入孔的阴模(底板，半阴模B)；图7是带横向联接凹凸条的方形一体化蜂窝板样品效果图(a)及其阴模组合装置 (b)；图8是带横向联接预埋件的方形一体化蜂窝板样品示意图(a)及其预埋件(b)，与强化预埋件(c)；图9是带垂直与面板的联接预埋件的预埋件(b)及其强化预埋件(C)示意图。
具体实施方式
附图中编号的说明1 一体化蜂窝板，2封边界线位置示意，3封边，4小柱，5蜂窝壁，6上层面板，7下层面板，8方形阴模，9阴模内底面，10阳模定位孔，11阳模，12工艺小柱，13定位块，14弧形槽，15切割阳模，16形成小柱所需的空间，17形成蜂窝壁所需的空间， 18封边所需的空间，19工艺小孔，20圆形阴模，21用于预埋件的加粗小柱所需的空间；22 带横向联结沟槽的蜂窝板，23左沟槽，24右沟槽，25左凹凸条阳模，26右凹凸条阳模，27导向沟；28半阴模A，29凸花纹，30圆形一体化蜂窝板，31凹花纹，32半阴模B，33注入口；34 左凸条，35带凹凸条的方形一体化蜂窝板，36右凹条，37阴模左边框，38侧开式阴模，39阴模右边框；40集成阳模连接处(连接工艺小柱)，41预埋件所需空间(同时也为18封边所需的空间)，42预埋件，43支撑，44强化肋，45蜂窝板加粗小柱(局部)。本发明是在前述一体化制备蜂窝板(2010101100691和201010228680. 4)模具装置(参见图2)的基础上，通过在阴模模具(图2a)内部增加封边成型所需的空间达到封边目的，并可进一步根据产品的形状，通过对阴模及阳模模具(图2b)的设计，或预埋联接件达到产品所需的封边形状，联接功能及其所需的花纹效果。所用阳模或阴模在与封边或三维联接相关的结构上采用以下之一或其组合1，基本封边方法及结构装置拥有天然一体的仿生封边结构，在2010101100691和201010228680. 4—体化成型
的方法与装置的基础上，在阴模边缘内侧与最靠近阴模的阳模(简称“边缘阳模”)间留有封边所需要的空间，并采用以下阳模结构之一(1)对于制备一体化长(正)方形(边缘主要由线段组成的)蜂窝板材，边缘阳模由基本阳模及经过若干等分后的分割阳模组成而成。(2)对于制备一体化弧形或曲线蜂窝板材，边缘阳模基本阳模及经过与板材外形近似的切割线分割阳模后组成。(3)侧面带有横向联接沟槽的封边结构，如设计特殊的边框阳模，用可熔解、溶解或汽化的材料制作，并固定于上下阴模或侧面边框上。从而可形成与阳模凹凸相应的凹凸。[0031](4)利用2010101100691和201010228680. 4 一体化成型的方法中的集成阳模，定
位方法，再结合前述(1) (2)边缘阳模处理方法，拓展而得到的结构装置或方法。2，上下对开的阴模模具装置结构及其封边设计方法(1)上下表面带有花纹效果的阴模模具封边结构如在阴模顶盖或底部的内侧(边缘)设计相应的纹样；(2)带横向联接沟槽的阴模模具封边结构如在阴模顶盖或底部的内侧(边缘)设计相应的凹凸，以便实现联接；3，侧向拆模的模具装置结构及其封边设计方法对于前述1，2，特别是2的模具装置结构及其封边设计方法，如果样品边缘上的凹凸或纹样复杂，不能使用方法2或1让蜂窝板材进行脱模，而可以通过进行侧向脱模时，则采用边框可向外拆卸的阴模模具。对此，和前面1，2 —样可分为如下三种情况或其相互组合
5[0040](1)带有特殊花纹效果的阴模模具封边结构如在阴模内侧(边缘)设计相应的纹样；(2)带横向联接沟槽的阴模模具封边结构如在阴模内侧设计相应的凹凸，以便实现联接；4，通过预埋联接件或预留孔实现三维联接的模具装置结构及其设计方法(1)预埋联接件连接通过在封边部或蜂窝板内部预埋用于联接的五金件，如螺母或螺栓可实现蜂窝板与其它构件的三维连接，以便于蜂窝板在实际应用中，通过螺母或螺栓，将蜂窝板组装成成品，或固定于应用场所。详见实施例子。(2)预留孔就是根据需要，在蜂窝板上事先预留孔洞，此时只要预制相应的石蜡阳模，将其组成到阳模上即可。图3(a)为一种基本封边方法及结构装置，它是在原来一体化蜂窝板的模具的基础上，通过增加阴模四周内侧与阳模之间18的空间来达到仿生天然封边效果的。图3 (a)为采用垂直定位的阴模8、阳模11、15的组合图。阴模8为不设顶盖、有底的框架型阴模，其边框，高于阳模；阳模之定位柱体13插入的六边形定位孔10 (为盲孔，孔深小于底板厚度)。 阳模可由石蜡料制成。将与阴模定位孔数量相同的阳模定位后，向阴模内浇注固化成型材料(如环氧树脂等)，脱模(如可将阴模边框拆除)，再通过加温对残留在功能板中的石蜡流失后即成型为具有天然封边结构的空芯蜂窝功能板。图3(b)为新型仿生封边有柱蜂窝板的效果图。下面介绍具体的实施例，为了方便起见，涉及有关阳模定位方法及阴模上的定位孔等的不再图示或介绍，着重介绍与封边及三维联接相关的内容。实施例1 一体化蜂窝封边圆形平板模具组合采用前述图3所示的基本封边方法。图4为阴模20与阳模11、15的组合平面图，阴模为一有底扁平圆筒，边缘阳模15根据所在位置作必要的切割(参见图4)。图中16为形成小柱的空间位置，21为用于后述的三维联接的预埋预埋件的位置。根据需要， 也可在封边部分预先设置玄武岩纤维或其它强化材料进行强化处理，抑或设置石蜡柱或空芯管等进行轻量化处理。板材制备通过前述图3的成型方法，便可制备得到有圆形外形，具有天然封边效果圆形平板。实施例2带横向联接沟槽的方形一体化蜂窝板(图5a)在图3的基础上，设计凹凸条形的阳模(图5b中的25、26)，按图5(b)所示在阴模两端设置凹凸条，可制备如图5(a)所示的带有横向三维连接沟槽的方形板材。其中，凹凸条形的阳模可用与阴模相同的材料也可以是可熔性阳模一样的材料。前者需要考虑拨模， 后者可通过加温熔化去除。实施例3上下对开的阴模模具装置结构(图6)针对实施例1，在圆板表面设计了凹凸花纹(如图6b的31)。此时在相应的半阴模A上，设置相应的花纹结构(如图6a的29)，采用如图6(a，c)所示的上下对开的阴模模具装置，为了减少加工工艺疵点，在这种情况下，树脂注入孔33可设置在没有凹凸花纹的半阴模具B上(如图6c)。实施例4侧向拆模的模具装置带横向联接凹凸条的方形一体化蜂窝板(图7)在图3的基础上，利用侧向拆模的阴模模具装置，通过将左右阴模设计成如图 7(b)中25，26所示的凹凸条，可制备如图7(a)所示的带横向联接凹凸条的方形一体化蜂窝板材。其相应的阴模模具(组合)示意图如图7(b)所示。实施例5具有侧面连接功能的埋联接件或预留孔图8(a)为采用集成阳模制备的一体化蜂窝的阴模与阳模的组合装置示意图。其中在封边空间18的41位置，设置了如图8(b)或(c)所示的预埋联接件42。此时，图8(b) 中的支撑43的材料及定位于阴模上的方法，可采用基本阳模的固定方法。支撑43与预埋联接件42之间可采用凹凸式机械连接，即在预埋件上事先开好凹孔，让其固定在支撑43 上；而图8(c)为一保护预埋件预埋效果的做法如事先在螺母两侧焊接带有小孔的铁片， 这样，可实现双面支撑，也即用两根支撑小柱支撑同一螺母。这种预埋方法可用于固定蜂窝板；或者是和留有预留孔的蜂窝板实现一蜂窝板侧面与另一蜂窝板面板相垂直的直角连接，组成具有“L”形结构，或箱形结构的物件。实施例6具有垂直连接功能的埋联接件或预留孔为了实现与蜂窝面板(正面)相垂直方向的三维连接，在一些小柱的位置，设置用于预埋垂直连接功能的埋联接件或预留孔的联接件(图9中的42)，此时小柱直径要大于预埋件边长的1.2倍或以上，如图9(a)，(b)。图4以圆形板材为例，给出了具体的包埋位置21。此联接以制作三脚小型圆桌背景。如制作一长方形蜂窝板书桌面板，在其四个角落附近分别预埋螺母，则与4根在顶部带螺栓的杆件相连接，可组合成桌子成品或半成品。
权利要求1.一种一体化蜂窝板的封边模具，设有阳模与阴模，阳模主体为多边形柱体，各阳模主体与所要制备的蜂窝板中的每个多边形格栅形状一致、数量与多边形格栅总数相同，将阳模主体单个或集成定位于有底的框架型阴模内，各相邻阳模主体之间设有间隙，其特征在于置于框架型阴模内的阳模主体中，距离阴模各边框内侧近端的边缘阳模与阴模边框内侧之间设有间距。
2.根据权利要求1所述的一体化蜂窝板的封边模具，其特征在于有凹凸不平的花纹印记。
3.根据权利要求1所述的一体化蜂窝板的封边模具，其特征在于有凸凹榫槽。
4.根据权利要求1所述的一体化蜂窝板的封边模具，其特征在于置具有凸凹榫槽的垫板。
5.根据权利要求1所述的一体化蜂窝板的封边模具，其特征在于埋联接件或设置预留连接孔。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一体化蜂窝板的封边模具，其特征在于 阴模底板上表面设有凹凸不平的花纹印记或凸凹榫槽。
7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一体化蜂窝板的封边模具，其特征在于 阴模底板上表面设置具有凸凹榫槽的垫板。
8.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一体化蜂窝板的封边模具，其特征在于 蜂窝板的底面预埋联接件或设置预留连接孔。阴模边框内侧上设 阴模边框内侧上设 在阴模边框内侧设 蜂窝板的封边侧预
专利摘要一体化蜂窝板的封边模具，设有阳模与阴模，阳模主体为多边形柱体，各阳模主体与所要制备的蜂窝板中的每个多边形格栅形状一致、数量与多边形格栅总数相同，将阳模主体单个或集成定位于有底的框架型阴模内，各相邻阳模主体之间设有间隙，然后采用浇注方法向阴模内注入固化成型材料后脱模，相邻两阳模主体之间间隙成型为多边形格栅隔挡，阳模主体之下与阴模底板之间的空腔成型为多边形格栅蜂窝结构的下层板，覆盖阳模主体后的浇注材料成型为多边形格栅蜂窝结构的上层板，其特征在于置于框架型阴模内的阳模主体中，距离阴模各边框内侧近端的边缘阳模与阴模边框内侧之间设有间距，该间距在浇注固化成型材料后形成蜂窝板的封边。
文档编号B29C39/26GK202213108SQ201120297569
公开日2012年5月9日 申请日期2011年8月16日 优先权日2011年8月16日
发明者何成林, 汪昕, 谢娟, 陈锦祥, 顾承龙 申请人:东南大学