蜂窝板制造模具及热固性树脂蜂窝板的制造方法与流程

本发明涉及蜂窝板制造模具及热固性树脂蜂窝板的制造方法。

背景技术：

蜂窝板材结构具有良好的抗弯和抗剪性能，在航空、高铁和新能源汽车等交通领域有很大应用，但是传统航空蜂窝大部分是用芳纶纤维制成，芳纶纤维天然具有吸水性，限制了它在高承力构件上的应用。同时传统的芳纶纤维蜂窝的制作工艺首先将纤维打成纸浆做成纸片，然后再通过粘接拉伸，最后浸润酚醛树脂后固化定性。这种工艺破坏了纤维的连续性，所以蜂窝的抗压和抗剪强度大大损失，很难超过1.5MPA。而且现有技术中，尚没有公开关于制造热固性树脂蜂窝板的模具，限制了蜂窝板的生产及扩展。

技术实现要素：

本发明的目的之一是为了克服现有技术中的不足，提供方便使用的蜂窝板制造模具。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

蜂窝板制造模具，其特征在于，包括

上模；

下模；

多层芯棒，每层芯棒数目为多个，可拆卸地叠加设置；所述多层芯棒用于将多层板状材料压制为蜂窝状；

上模与下模间隔设置并可拆卸连接，所述多层芯棒设置于所述上模与所述下模之间；所述上模与所述下模夹持所述多层芯棒。

根据本发明的一个实施例，所述下模包括底板，所述底板上设置有：

多个第一芯块；所述第一芯块设置于底板上表面并突出于所述底板上表面；在所述底板上铺设第一层芯棒，第一层芯棒的上表面高于第一芯块的上表面，第一层芯棒的下表面低于第一芯块的上表面；

或者多个第一凹槽，所述第一凹槽自所述底板上表面起向下延伸，在所述底板上铺设第一层芯棒，第一层芯棒沿高度方向部分嵌入第一凹槽内，部分突出于第一凹槽。

根据本发明的一个实施例，所述上模包括顶板；所述顶板上设置有：

多个第二芯块；所述第二芯块设置于顶板下表面并突出于所述顶板下表面；所述顶板压靠在最上一层芯棒上，最上一层芯棒的下表面低于第二芯块的下表面，最上一层芯棒的上表面高于第二芯块的下表面；

或者多个第二凹槽，所述第二凹槽自所述顶板下表面起向上延伸，所述顶板压靠在最上一层芯棒上，最上一层芯棒沿高度方向部分嵌入第二凹槽内，部分突出于第二凹槽。

根据本发明的一个实施例，所述各层芯棒垂直于长度方向的截面形状相同。

根据本发明的一个实施例，所述芯棒垂直于长度方向的截面形状为六角形。

根据本发明的一个实施例，所述上模与所述下模通过连接件连接。

根据本发明的一个实施例，所述连接件包括连杆，所述连杆端部设置有螺纹；所述连杆两端分别穿过所述上模和所述下模；所述连杆两端螺纹连接有一个或多个螺母；所述一个或多个螺母与所述连杆相配合将所述上模和所述下模连接。

根据本发明的一个实施例，所述连接件还包括多个连接板，所述多个连接板间隔设置并与所述上模和所述下模连接。

根据本发明的一个实施例，所述连接板包括竖向连接板和横向连接板；所述竖向连接板与所述上模和所述下模连接；所述横向连接板与多个所述竖向连接板连接。

根据本发明的一个实施例，所述芯棒为管状结构，所述芯棒具有管腔。

本发明的另一个目的是为了克服现有技术中的不足，提供施工方便的热固性树脂蜂窝板的制造方法。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

热固性树脂蜂窝板的制造方法，其特征在于，

提供模具，所述模具包括下模、上模和多个芯棒；所述上模与所述下模间隔设置；所述上模和所述下模之间设置有多层所述芯棒，每层芯棒数目为多个；每层芯棒上表面铺设有预浸料，所述上模、下模及所述多层芯棒将多层预浸料压制为蜂窝状；

将模具及预浸料加热，使各层预浸料加热固化，上下相邻的各层预浸料在接触部位粘接；

退出上模、各层芯棒及下模，即制成热固性树脂蜂窝板。

根据本发明的实施例，包括步骤：

所述下模包括底板；

在所述底板上铺设第一层芯棒，第一层芯棒数目为多个，多个第一层芯棒间隔设置；然后在第一层芯棒上铺设第一层预浸料，使第一层预浸料按照底板上表面和第一层芯棒表面限定的形状弯折；

在第一层预浸料上铺设第二层芯棒，第二层芯棒数目为多个；每个第二层芯棒嵌入相邻两个第一层芯棒之间；第二层芯棒下表面低于第一层芯棒上表面，第二层芯棒上表面高于第一层芯棒上表面；第二层芯棒下表面压靠在第一层预浸料上；

再在第二层芯棒上表面铺设第二层预浸料，第二层预浸料按照第一层芯棒和第二层芯棒限定的形状弯折；第二层预浸料与第一层预浸料在相邻两个第二层芯棒之间接触；

依次叠加各层芯棒并依次铺设多层预浸料，直至最上一层芯棒；

铺设上模，所述上模具有顶板；所述顶板压靠在最上一层芯棒上；底板与顶板将各层芯棒及各层预浸料压紧；

然后将上模、各层芯棒、各层预浸料及下模一起加热固化，上下相邻的各层预浸料在接触部位粘接；

退出上模、各层芯棒及下模，即制成热固性树脂蜂窝板。

根据本发明的实施例，所述下模包括底板，所述底板上设置有：

多个第一芯块；所述第一芯块设置于底板上表面并突出于所述底板上表面；在所述底板上铺设第一层芯棒，第一层芯棒的上表面高于第一芯块的上表面，第一层芯棒的下表面低于第一芯块的上表面；

或者多个第一凹槽，所述第一凹槽自所述底板上表面起向下延伸，在所述底板上铺设第一层芯棒，第一层芯棒沿高度方向部分嵌入第一凹槽内，部分突出于第一凹槽。

根据本发明的实施例，在所述底板上铺设底层预浸料，所述底层预浸料沿底板上表面和第一芯块表面限定的形状弯折或者沿底板上表面和第一凹槽限定的形状弯折；在底层预浸料上铺设第一层芯棒。

根据本发明的实施例，所述上模包括顶板；所述顶板上设置有：

多个第二芯块；所述第二芯块设置于顶板下表面并突出于所述顶板下表面；所述顶板压靠在最上一层芯棒上，最上一层芯棒的下表面低于第二芯块的下表面，最上一层芯棒的上表面高于第二芯块的下表面；

或者多个第二凹槽，所述第二凹槽自所述顶板下表面起向上延伸，所述顶板压靠在最上一层芯棒上，最上一层芯棒沿高度方向部分嵌入第二凹槽内，部分突出于第二凹槽。

根据本发明的实施例，在所述最上一层芯棒上铺设顶层预浸料，所述顶层预浸料沿最上一层芯棒和从上至下第二层芯棒表面限定的形状弯折。

根据本发明的实施例，所述各层芯棒垂直于长度方向的截面形状相同。

根据本发明的实施例，所述芯棒垂直于长度方向的截面形状为六角形。

根据本发明的实施例，所述预浸料为热固性树脂浸渍纤维或织物制成的预浸料。

根据本发明的实施例，所述纤维为碳纤维、金属纤维、碳纤维、硼纤维、石棉纤维、金属纤维、芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维、棉纤维和剑麻中的一种或几种；所述热固性树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、苯并噁嗪树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂、聚氨酯中的一种或任意几种。

本发明中的蜂窝板制造模具，上模与下模可拆卸连接，多层芯棒可拆卸地叠加设置，使用方便，可根据使用的需要将原材料压制为需要的蜂窝板形状。利用连杆和螺母相配合连接上模与下模，容易制造且使用方便。芯棒设置为中空的管状，既节省原材料又可减轻模具的整体重量，搬运方便。利用连接板，可增强上模与下模的连接强度，使多层芯棒保持稳定。

本发明中的热固性树脂蜂窝板的制造方法，可根据需要设计芯棒的形状及第一芯块、第二芯块的形状，可以制造各种形状的蜂窝孔的蜂窝板。芯棒容易铺设且可方便地退出，使用方便。模具均为可拆卸结构，使用、维护方便。使用本发明中的方法，可方便、快速生产热固性树脂蜂窝板。

附图说明

图1为本发明使用的模具结构示意图。

图2为本发明中的模具局部结构正视图

图3为下模结构示意图。

图4为本发明使用的模具铺设第一层芯棒后的结构示意图。

图5为图4中的A部分结构放大示意图。

图6为在图4的基础上铺设第二层芯棒后的结构示意图。

图7为图6中的B部分结构放大示意图。

图8为上模与最上一层芯棒配合关系示意图。

图9为图8中的C部分结构放大示意图。

图10为本发明方法生产的热固性树脂蜂窝板结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1至图9所示，蜂窝板制造模具，所述模具包括下模11、上模12和多层芯棒13。上模11与下模12间隔设置，多层芯棒13叠加设置在上模11与下模12之间。如图2所示，所述下模11包括底板14和多个第一芯块15，所述多个第一芯块15间隔设置。第一芯块15设置于底板的上表面141并突出于底板的上表面141。根据使用的实际需要，还可以在两个第一芯块15之间设置垫块16。所述上模12包括顶板121。顶板121上设置有多个第二凹槽122。多个第二凹槽122间隔设置。第二凹槽122自顶板的下表面123向上延伸选定的深度。底板14和顶板121利用多根连杆21连接。每根连杆21端部设置有螺纹(图中未示出)。连杆21上端和下端分别设置有四个螺母22。螺母22与连杆21相配合将顶板121和底板14连接。在如图所示的示例中，模具还设置有连接板，连接板包括多块竖向连接板31和多块横向连接板32。竖向连接板31两端分别与顶板121和底板14连接。横向连接板32两端分别与竖向连接板31连接。

顶板121与底板14之间铺设有多层芯棒13。每层芯棒13数目为多个，每一层的多个芯棒13间隔设置。芯棒13为管状结构，设置有管腔。

多层芯棒13将预浸料压制为蜂窝状。上模11、下模12和各层芯棒用于将多层预浸料压制为蜂窝状。

热固性树脂蜂窝板的制造方法，使用如图1至图9所示的模具。所述模具包括下模11、上模12和多层芯棒。上模11与下模12间隔设置，多层芯棒叠加设置在上模11与下模12之间。如图3所示，所述下模11包括底板14和多个第一芯块15，所述多个第一芯块15间隔设置。第一芯块15设置于底板的上表面141并突出于底板的上表面141。根据使用的实际需要，还可以在两个第一芯块15之间设置垫块16。如图8、图9所示，所述上模12包括顶板121。顶板121上设置有多个第二凹槽122。多个第二凹槽122间隔设置。第二凹槽122自顶板的下表面123向上延伸选定的深度。顶板121与底板14之间铺设有多层芯棒。上模11、下模12和各层芯棒用于将多层预浸料压制为蜂窝状。

热固性树脂蜂窝板的制造方法，具体包括如下步骤：

在所述下模11上铺设底层预浸料(图中未示出)，所述底层预浸料按照底板上表面141、垫块16和第一芯块15表面限定的形状弯折。

如图4和图5所示，在底层预浸料上铺设第一层芯棒131，第一层芯棒131数目为多个。第一层芯棒131嵌入两个第一芯块15之间。每个第一层芯棒131的下表面132低于第一芯块上表面151，每个第一层芯棒的上表面133突出于第一芯块上表面151。根据本发明的优选实施例，第一层芯棒131沿高度方向的一半嵌入第一芯块15之间。第一层芯棒下表面132压靠在底层预浸料上。

在第一层芯棒131上铺设第一层预浸料，第一层预浸料沿第一层芯棒131和第一芯块15限定的形状弯折。所述第一层预浸料与底层预浸料在相邻两个第一层芯棒131之间的第一芯块上表面151接触。

如图6和图7所示，在第一层预浸料上铺设第二层芯棒134，第二层芯棒134数目为多个。每个第二层芯棒134与第一层芯棒131形状及尺寸相同。每个第二层芯棒134沿高度方向的一半嵌入两个第一层芯棒131之间。每个第二层芯棒的下表面135低于第一层芯棒的上表面133。每个第二层芯棒的上表面136高于第一层芯棒的上表面133。第二层芯棒的下表面135抵压第一层预浸料。

在第二层芯棒134上铺设第二层预浸料，第二层预浸料沿第二层芯棒和第一层芯棒限定的表面形状弯折。所述第二层预浸料与第一层预浸料在相邻两个第二层芯棒134之间的第一层芯棒上表面133接触。

如图8和图9所示，依次叠加各层芯棒，直至最上一层芯棒137和顶层预浸料。顶层预浸料沿最上一层芯棒和从上至下第二层芯棒表面限定的形状弯折。

在顶层预浸料铺设上模12。所述上模12具有顶板121。顶板121上设置有多个第二凹槽122。多个第二凹槽122间隔设置。第二凹槽122自顶板的下表面123向上延伸选定的深度。第二凹槽122垂直于长度方向的截面为各层芯棒垂直于长度方向截面的一半，使得最上一层芯棒137沿高度方向的一半嵌入第二凹槽122内。第二凹槽122垂直于长度方向的截面为各层芯棒垂直于长度方向截面的一半，使得最上一层芯棒137沿高度方向的一半嵌入第二凹槽122内

将模具及各层预浸料一起加热，使各层预浸料加热固化、上下相邻的各层预浸料在接触部位粘接。退出上模11、各层芯棒和下模12，即制成如图10所示的热固性树脂蜂窝板100。

根据本发明的一个实施例，芯棒可以根据实际要求确定其横截面形状。在如图所示的示例中所述芯棒横截面为六角形。

所述预浸料为热固性树脂浸渍纤维或织物制成的预浸料。所述纤维为碳纤维、金属纤维、碳纤维、硼纤维、石棉纤维、金属纤维、芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维、棉纤维和剑麻中的一种或几种。所述热固性树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、苯并噁嗪树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂、聚氨酯中的一种或任意几种。所述预浸料还可可以包括常用的塑料助剂，如抗氧剂、阻燃剂、润滑剂、增塑剂、填料等。

本发明所述的上、下等表示方向的词是为了叙述方便，以图2为参照使用的相对概念。

本发明中的蜂窝板制造模具，上模与下模可拆卸连接，多层芯棒可拆卸地叠加设置，使用方便，可根据使用的需要将原材料压制为需要的蜂窝板形状。利用连杆和螺母相配合连接上模与下模，容易制造且使用方便。芯棒设置为中空的管状，既节省原材料又可减轻模具的整体重量，搬运方便。利用连接板，可增强上模与下模的连接强度，使多层芯棒保持稳定。

本发明中的热固性树脂蜂窝板的制造方法，可根据需要设计芯棒的形状及第一芯块、第二芯块的形状，可以制造各种形状的蜂窝孔的蜂窝板。芯棒容易铺设且可方便地退出，使用方便。模具均为可拆卸结构，使用、维护方便。使用本发明中的方法，可方便、快速生产热固性树脂蜂窝板。

本发明中的实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本发明保护范围内。