连续纤维增强侧壁的蜂窝的制作方法及装置与流程

本发明涉及一种连续纤维增强侧壁的蜂窝的制作方法及装置。

背景技术：

芳纶纸或者铝合金等传统蜂窝使用间隔性胶水粘接的方法将多层芳纶纸张或者铝合金薄膜粘合起来。然后在垂直粘合方向施加双向拉力，使没有粘合的部位张弛开来，形成如下蜂窝状形状。再通过浸润树脂固化或者塑性定性形成具有一定强度的蜂窝。玻璃纤维、碳纤维或者玄武岩纤维或者连续芳纶纤维等高性能连续纤维布没有芳纶纸张或者铝合金薄膜的致密性，胶水容易沿着纤维横向移动，同时透过纤维到达相邻层，胶水固化后粘合层曾无序随机状态，无法成为图一间隔性的粘接效果，也无法成为图二网状的蜂窝结构。因此，需要有一种方法能够实现制作有连续纤维增强侧壁的蜂窝。

技术实现要素：

本发明为解决上述技术问题，提供一种连续纤维增强侧壁的蜂窝的制作方法及装置。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种连续纤维增强侧壁的蜂窝的制作方法，使用缝合的方法将连续纤维增强材料层制作成连续纤维增强侧壁的蜂窝，具体是：首先将若干层连续纤维增强材料层层叠设置；然后分成若干列对连续纤维增强材料层进行缝合，各列之间的缝合位置交错设置；再对连续纤维增强材料层进行强化和展开处理，得到连续增强纤维蜂窝。

根据本发明的一个实施方案，所述的连续纤维增强材料层是指：未浸润树脂的干态纤维布或者已经浸润树脂且常温下保持固体或者粘度大的预浸料。

根据本发明的一个实施方案，所述的连续纤维增强材料层层叠设置时，各层连续纤维增强材料层的尺寸相同，各层连续纤维增强材料层的边界均对齐设置。

根据本发明的一个实施方案，所述的分成若干列对连续纤维增强材料层进行缝合，各列之间的缝合位置交错设置具体包括步骤：步骤一、从层叠的连续纤维增强材料层的第一层开始，每两层之间、在相同的位置进行缝合，形成一列；步骤二、除去层叠的连续纤维增强材料层的首尾两层，每两层之间、在相同的位置进行缝合，形成一列，本步骤的列与步骤一的列间隔设置；步骤三、依次重复步骤一和步骤二，步骤一的列与步骤二的列间隔设置。

根据本发明的一个实施方案，所述的步骤一和步骤二的每处缝合的长度均为相同长度w。

根据本发明的一个实施方案，所述的步骤一与步骤二的列的间隔以及步骤二与步骤一的列的间隔均为相同距离d。

根据本发明的一个实施方案，所述的步骤一、步骤二、和步骤三的缝合进行时，在每次缝合开始的前方使用压力压住层叠的连续纤维增强材料层，具体是：从左到右进行缝合时，压住每次缝合位置开始的左侧距离d的位置；从右到左进行缝合时，压住缝合位置开始的右侧距离d的位置，d为步骤一与步骤二的列的间隔距离和步骤二与步骤一的列的间隔距离。

根据本发明的一个实施方案，所述的使用压力压住的方法是使用第一压块和/或第二压块压住层叠的连续纤维增强材料层的上方和/或下方，第一压块和第二压块与步骤一、步骤二、和步骤三的缝合位置开始的距离为d，d为步骤一与步骤二的列的间隔距离以及步骤二与步骤一的列的间隔距离。

根据本发明的一个实施方案，所述的步骤一、步骤二、和步骤三的缝合进行时，每次缝合的两层连续纤维增强材料层与其他连续纤维增强材料层分离设置。

根据本发明的一个实施方案，所述的强化和展开处理具体是指：未浸润树脂的干态纤维布，将整个缝合的连续纤维增强材料层放入树脂内浸润，然后垂直于缝合的方向进行拉伸，将树脂固化得到连续纤维增强侧壁的蜂窝；已经浸润树脂且常温下保持固体的预浸料，将整个缝合的连续纤维增强材料层垂直于缝合的方向进行拉伸，然后固化得到具有连续纤维增强侧壁的蜂窝。

本发明所称连续纤维增强侧壁就是蜂窝的侧壁为连续纤维增强材料层制作的。

根据本发明的一个实施方案，所述的固化包括加热的方法。

一种用于实施连续纤维增强侧壁的蜂窝的制作方法的制作装置，包括：夹持机构、若干张拉机构、分离机构和缝纫机构，其中，夹持机构与张拉机构间隔设置，各个张拉机构竖直排列，分离机构和缝纫机构设置于夹持机构和张拉机构之间，夹持机构用于夹持所有层叠的连续纤维增强材料层的一端，张拉机构用于张紧各层连续纤维增强材料层的另一端，分离机构用于将层叠的连续纤维增强材料层的各层分离开，分离机构可左右往复运动地设置，缝纫机构用于缝纫每两层连续纤维增强材料层。

根据本发明的一个实施方案，所述的夹持机构包括上夹块和/或下夹块，上夹块和下夹块上下相对设置，上夹块和/或下夹块可上下往复移动地设置。

根据本发明的一个实施方案，张拉机构可以为第一电机，第一电机的输出轴与各层连续纤维增强材料层的一端相连，张拉机构可以为张拉器。

根据本发明的一个实施方案，所述的分离机构包括梭子或滚筒，梭子或滚筒于夹持机构和张拉机构之间往复运动地设置。

根据本发明的一个实施方案，所述的梭子或滚筒可于上下方向往复移动地设置。

根据本发明的一个实施方案，还包括若干机械臂，机械臂可于夹持机构和张拉机构之间往复运动地设置，机械臂可于上下方向上往复运动地设置。

根据本发明的一个实施方案，所述的缝纫机构包括缝纫机。

根据本发明的一个实施方案，还包括牵引机构，牵引机构设置于夹持机构的一侧，夹持机构位于牵引机构与张拉机构之间。

根据本发明的一个实施方案，牵引机构同样可以为第二电机，第二电机的输出轴与各层连续纤维增强材料层的一端相连，牵引机构可以为牵引器。

本发明采用缝合的方式，将层与层之间没有粘性的连续纤维增强材料层按照蜂窝的方式进行缝合，拉伸后得到具有连续纤维增强侧壁的蜂窝，解决了玻璃纤维、碳纤维或者玄武纤维等高性能连续纤维布没有办法使用粘合的方式制作蜂窝的问题。本发明的用于制作连续纤维增强侧壁的蜂窝的制作装置，夹持机构可以提供所有层叠的连续纤维增强材料层的一端的夹持力，张拉机构可以张拉各层连续纤维增强材料层的另一端，这样就可以使得连续纤维增强材料层平铺张紧，便于缝纫机构进行缝合，牵引机构可以将连续纤维增强材料层向夹持机构的一侧牵拉，这样，每次缝纫机构进行缝合时都在夹持机构的旁边，缝合的两层连续纤维增强材料层得到固定，缝合会更加顺利，梭子或滚筒可以分离需要缝合的两层连续纤维增强材料层以及未进行缝合的其他连续纤维增强材料层，梭子或滚筒可以上下运动，进一步分离两层连续纤维增强材料层以及未进行缝合的其他连续纤维增强材料层，这个功能也可以由机械臂来代替。

附图说明

图1为背景技术中粘合的示意图；

图2为拉伸的示意图；

图3为实施例1中层叠的示意图；

图4A、图4B和图4C为实施例1中步骤一的示意图；

图5A、图5B为实施例1中步骤二的示意图；

图6A、图6B和图6C为实施例1中步骤三的示意图；

图7为使用第一压块和第二压块的示意图；

图8为实施例2的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的描述：

实施例1

本实施例连续纤维增强侧壁的蜂窝的制作方法，使用缝合的方法将连续纤维增强材料层1制作成连连续纤维增强侧壁的蜂窝，具体是：如图3所示，首先将若干层连续纤维增强材料层1层叠设置；然后分成若干列对连续纤维增强材料层1进行缝合，各列之间的缝合位置交错设置；再对连续纤维增强材料层1进行强化和展开处理，得到连续增强纤维蜂窝。

所述的连续纤维增强材料层1是指：未浸润树脂的干态纤维布或者已经浸润树脂且常温下保持固体或者粘度大的预浸料。树脂没有特殊的要求。纤维为连续纤维。

所述的连续纤维增强材料层1层叠设置时，如图3所示，各层连续纤维增强材料层1的尺寸相同，各层连续纤维增强材料层1的边界均对齐设置。

所述的分成若干列对连续纤维增强材料层1进行缝合，各列之间的缝合位置交错设置具体包括步骤：

步骤一、从层叠的连续纤维增强材料层1的第一层开始，每两层之间、在相同的位置进行缝合，形成一列，如图4A所示，先缝合底部第一层与底部第二层，如图4B所示，然后缝合底部第三层与底部第四层，如图4C所示，再缝合底部第五层与底部第六层，也就是顶部第一层与顶部第二层，实际的层数会更多，本实施例只是起到示意说明的作用；

步骤二、除去层叠的连续纤维增强材料层1的首尾两层，每两层之间、在相同的位置进行缝合，形成一列，本步骤的列与步骤一的列间隔设置，如图5A所示，缝合底部第二层与底部第三层，底部第一层不用缝合，然后如图5B所示，缝合底部第四层与底部第五层，实际的层数会更多，本实施例只是起到示意说明的作用；

步骤三、依次重复步骤一和步骤二，步骤一的列与步骤二的列间隔设置，如图6A所示，先缝合底部第一层与底部第二层，如图6B所示，然后缝合底部第三层与底部第四层，如图6C所示，再缝合底部第五层与底部第六层，也就是顶部第一层与顶部第二层，实际的层数会更多，本实施例只是起到示意说明的作用。

所述的步骤一和步骤二的每处缝合的长度均为相同长度w，缝合处在附图中以附图标记10标识。

所述的步骤一与步骤二的列的间隔以及步骤二与步骤一的列的间隔均为相同距离d。

所述的步骤一、步骤二、和步骤三的缝合进行时，在每次缝合开始的前方使用压力F压住层叠的连续纤维增强材料层1，具体是：从左到右进行缝合时，压住每次缝合位置开始的左侧距离d的位置；从右到左进行缝合时，压住缝合位置开始的右侧距离d的位置，d为步骤一与步骤二的列的间隔距离和步骤二与步骤一的列的间隔距离。

如图7所示，所述的使用压力压住的方法是使用第一压块2和/或第二压块3压住层叠的连续纤维增强材料层1的上方和/或下方，第一压块2和第二压块3与步骤一、步骤二、和步骤三的缝合位置开始的距离为d，d为步骤一与步骤二的列的间隔距离以及步骤二与步骤一的列的间隔距离。

所述的步骤一、步骤二、和步骤三的缝合进行时，每次缝合的两层连续纤维增强材料层1与其他连续纤维增强材料层1分离设置。

所述的强化和展开处理具体是指：未浸润树脂的干态纤维布，将整个缝合的连续纤维增强材料层1放入树脂内浸润，然后如图2所示垂直于缝合的方向进行拉伸，将树脂固化得到具有连续纤维增强侧壁的蜂窝；已经浸润树脂且常温下保持固体的预浸料，如图2所示，将整个缝合的连续纤维增强材料层1垂直于缝合的方向进行拉伸，然后固化得到具有连续纤维增强侧壁的蜂窝。所述的固化包括加热的方法。

本发明采用缝合的方式，将层与层之间没有粘性的连续纤维增强材料层1按照蜂窝的方式进行缝合，拉伸后得到具有连续纤维增强侧壁的蜂窝，解决了玻璃纤维、碳纤维或者玄武岩等高性能连续纤维布没有办法使用粘合的方式制作蜂窝的问题。

实施例2

如图8所示，本实施例用于制作实施例1所述的连续纤维增强侧壁的蜂窝的制作装置，包括：夹持机构、若干张拉机构5、分离机构6和缝纫机构7，其中，夹持机构与张拉机构5间隔设置，各个张拉机构5竖直排列，分离机构6和缝纫机构7设置于夹持机构和张拉机构5之间，夹持机构用于夹持所有层叠的连续纤维增强材料层1的一端，张拉机构5用于张紧各层连续纤维增强材料层1的另一端，分离机构6用于将层叠的连续纤维增强材料层1的各层分离开，分离机构6可左右往复运动地设置，缝纫机构7用于缝纫每两层连续纤维增强材料层1。

所述的夹持机构包括上夹块41和/或下夹块42，上夹块41和下夹块42上下相对设置，上夹块41和/或下夹块42可上下往复移动地设置。

张拉机构5可以为第一电机，第一电机的输出轴与各层连续纤维增强材料层1的一端相连，张拉机构5可以为张拉器。张拉机构5只要是可以实现张拉各层连续纤维增强材料层1的一端的机械装置即可。

所述的分离机构6包括梭子或滚筒，梭子或滚筒于夹持机构和张拉机构5之间往复运动地设置。所述的梭子或滚筒可于上下方向往复移动地设置。

本实施例还包括若干机械臂8，机械臂8可于夹持机构和张拉机构5之间往复运动地设置，机械臂8可于上下方向上往复运动地设置。这样就可以撑开需要缝合的两层连续纤维增强材料层1和其他此时不需要缝合的连续纤维增强材料层1，这时，梭子或滚筒不必上下往复地运动，梭子或滚筒的功能由机械臂8取代。

所述的缝纫机构7包括缝纫机。本实施例还包括牵引机构9，牵引机构9设置于夹持机构的一侧，夹持机构位于牵引机构9与张拉机构5之间。牵引机构9同样可以为第二电机，第二电机的输出轴与各层连续纤维增强材料层1的一端相连，牵引机构9可以为牵引器。牵引机构9只要是可以实现将连续纤维增强材料层1向夹持机构一侧拉动的机械装置即可。

使用时，首先用夹持机构夹持所有连续纤维增强材料层1的一端，各个梭子或滚筒分别设置于各层连续纤维增强材料层1的层与层之间，然后从张拉机构5的一侧向夹持机构的一侧将各层连续纤维增强材料层1分离开，机械臂8伸入连续纤维增强材料层1，机械臂8上下运动，将需要缝合的两层连续纤维增强材料层1和其他连续纤维增强材料层1分离开，如果不设置机械臂8，梭子或滚筒也可以上下往复移动将需要缝合的两层连续纤维增强材料层1和其他连续纤维增强材料层1分离开，各个张拉机构5张拉各层连续纤维增强材料层1的另一端，这样各层连续纤维增强材料层1平铺并张紧，缝纫机就可以对两层连续纤维增强材料层1进行缝合，如实施例1中一列缝合完成后，用牵引机构9将各层连续纤维增强材料层1向夹持机构方向拉动，此时，需要松动张拉机构5，然后重复上面的步骤，进行另一列的缝合。

本发明的用于制作连续纤维增强侧壁的蜂窝的制作装置，夹持机构可以提供所有层叠的连续纤维增强材料层1的一端的夹持力，张拉机构5可以张拉各层连续纤维增强材料层1的另一端，这样就可以使得连续纤维增强材料层1平铺张紧，便于缝纫机构7进行缝合，牵引机构9可以将连续纤维增强材料层1向夹持机构的一侧牵拉，这样，每次缝纫机构7进行缝合时都在夹持机构的旁边，缝合的两层连续纤维增强材料层1得到固定，缝合会更加顺利，梭子或滚筒可以分离需要缝合的两层连续纤维增强材料层1以及未进行缝合的其他连续纤维增强材料层1，梭子或滚筒可以上下运动，进一步分离两层连续纤维增强材料层1以及未进行缝合的其他连续纤维增强材料层1，这个功能也可以由机械臂8来代替。

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。