用于连接上蒙皮或下蒙皮；另外四个榫头2与基座的另一表面形成一定的角度，用于连接构成金字塔型芯子胞元的四根夹芯管。制备带有榫头的基座的方法为浇铸法，具体过程如下：
[0033]根据设计并制造出上模和下模相配合的模具（见图2)，图2(a)显示的上模具具有一个大凹槽，在大凹槽的中央又设置了一个垂直于表面的柱状小凹槽；图2(b)显示的下模具则设有四个与表面呈一定倾斜角度的小凹槽。浇筑前，在模具内部喷涂脱模剂，以便浇筑体脱模；将处于熔融状态的树脂（热固性树脂和热塑性树脂均适用）注入模具中；模具脱模，随后进行抛光等程序即可完成带有五个榫头的基座的制备。
[0034]步骤二：制备金字塔型复合材料三维点阵夹芯结构中的夹芯管
[0035]所述夹芯管的结构如3所示，其中（a)是未切割前的样子，（b)为按照一定长度和端面角度切割后的夹芯管。其制备过程是：在心轴准备设备上涂上脱模剂和定位树脂并干透；把预浸料切成预定长度和形状的片材；运用搓管机制备夹芯管，制备过程中要保证搓管机与心轴的紧密配合，并注意控制搓管速度，避免材料拧或剪切；运用心轴抽取机将心轴取出，并清除残余树脂，以备下一批次制备；运用锯切机按设计切出相应的长度和角度。
[0036]步骤三：制备金字塔型复合材料三维点阵夹芯结构中的上、下蒙皮
[0037]所述上、下蒙皮的结构如图4所示，上、下蒙皮的材料和结构一致，蒙皮上设有规则排列的通孔，与基座上的垂直榫头相配合。本实施例采用热压成型工艺制备上、下蒙皮，具体过程如下：选用轻质合金铝材作为垫板（3块），并在垫板表面粘贴耐高温特氟龙薄膜，然后用丙酮清洗耐高温特氟龙薄膜表面，室温放置15分钟，随后在薄膜表面喷涂脱模剂，脱模剂需要喷涂3次，每次喷涂结束后需要在烘箱内烘干10分钟；将纤维预浸料逐层铺放在垫板表面，并保证纤维铺设角度，铺放过程中要进行按压，以便减少纤维预浸料层间残留气体；将垫板进行堆叠放置，热压加热、加压后固化，固化温度为120°C，固化压力为1. 5MPa，固化时间为45分钟，压力恒定状态下室温冷却；将垫板取出，预制相应的通孔，即可完成上、下蒙皮的制备（见图4)。
[0038]步骤四：制备金字塔型复合材料三维点阵夹芯结构中的点阵芯子
[0039]将基座（图1)的四个榫头2分别与夹芯管（图3中（b))相互组装，见图5中（a)，组装处用环氧胶或者胶粘剂进行粘结，即制备出一个金字塔型复合材料三维点阵夹芯结构点阵芯子胞元；
[0040]重复芯子胞元的制备（图5)，上排面的基座与下排面的基座方向相对、间隔排列，每个基座通过四根夹芯管分别与另外四个基座连接，如图5(b)所述，即制备出一个金字塔型复合材料三维点阵夹芯结构点阵芯子。
[0041]步骤五：制备金字塔型复合材料三维点阵夹芯结构
[0042]所述金字塔型复合材料三维点阵夹芯结构如图6所示，制备过程是：将制备完成后的点阵芯子与蒙皮组装起来，即将每个基座的单头方向的榫头插入蒙皮上的通孔中，并用环氧胶或者胶粘剂进行粘结，即制备出金字塔型复合材料三维点阵夹芯结构（图6)。
[0043]实施例2
[0044]在本实施例中，金字塔复合材料点阵夹芯结构的制备方法仅是步骤三与实施例1不同，具体的，步骤三采用真空辅助树脂注塑方法制备上、下蒙皮，方法如下：
[0045]选用玻璃或者薄金属板材作为垫板，用丙酮清洗表面去除污渍并喷涂脱模剂；将纤维干布逐层堆叠铺放，然后依次铺放隔离膜、脱模布和导流网，采用密封袋进行密封；用真空栗抽真空（真空压力为〇· 〇8MPa)，保压1小时后，注入树脂（乙烯基树脂或低粘度环氧树脂），室温固化12小时后，取出纤维层合板制品并进行表面抛光，然后，预制相应的通孔，即可完成蒙皮板的制备。
【主权项】
1.一种金字塔型复合材料三维点阵夹芯结构的制备方法，包括以下步骤: 1)制备带有五个榫头的基座，其中一个榫头垂直设于基座的一面，用于连接蒙皮?’另外四个榫头以一定的倾斜角度设于基座的另一面，用于连接构成金字塔型芯子胞元的四根夹芯管； 2)制备空心的夹芯管； 3)制备点阵夹芯结构的上、下蒙皮，所述蒙皮上排列有与步骤1)所述基座上的垂直榫头相配合的通孔； 4)将步骤1)制备的基座与步骤2)制备的夹芯管组装成金字塔型芯子胞元，并用胶粘结，重复芯子胞元的制备，每个基座通过四根夹芯管分别与四个方向与之相反的基座连接，构成三维点阵夹芯结构的点阵芯子； 5)将蒙皮与步骤4)制备的点阵芯子组装成点阵结构，并用胶粘结。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)用浇铸法制备所述基座。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，基座的制备过程如下:根据基座样式设计并制造出上模和下模相配合的模具；先在模具内部喷涂脱模剂，然后将处于熔融状态的树脂注入模具中；固化成型后进行模具脱模，得到基座。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)采用搓管机制备夹芯管。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，采用搓管机制备夹芯管的方法包括:在心轴上涂脱模剂和定位树脂并干透；把用于制备夹芯管的预浸料切成片材；然后运用搓管机在心轴表面用所述片材制备夹芯管；将心轴从夹芯管中取出，将夹芯管按设计切出相应长度和角度。6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)所制备的夹芯管端面具有一定的倾斜度，与基座的四个榫头相配合。7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)采用热压成型工艺或真空辅助树脂注塑方法制备蒙皮。8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述热压成型工艺制备蒙皮的过程如下:选用轻质合金铝材作为垫板，并在垫板表面粘贴耐高温特氟龙薄膜，然后清洗薄膜表面，干燥后在薄膜表面喷涂脱模剂；将纤维预浸料逐层铺放在垫板表面并按压；将垫板进行堆叠放置，热压后固化，冷却；将垫板取出，在得到的纤维板上制备通孔，即完成蒙皮的制备。9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述真空辅助树脂注塑方法制备蒙皮的过程如下:选用玻璃或者薄金属板材作为垫板，清洗表面并喷涂脱模剂；将纤维干布逐层堆叠铺放于垫板上，然后依次铺放隔离膜、脱模布和导流网，采用密封袋进行密封；抽真空，注入树脂，固化后取出纤维层合板制品并进行表面抛光，然后制备相应的通孔，即完成蒙皮的制备。10.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4)和步骤5)在组装连接处用环氧胶或者胶粘剂进行粘结。
【专利摘要】本发明公开了一种金字塔型复合材料三维点阵夹芯结构的制备方法，包括：1、制备带有五个榫头的基座；2、制备空心的夹芯管；3、制备点阵蒙皮；4、将基座与夹芯管组装成夹芯结构的点阵芯子；5、将蒙皮与点阵芯子组装成点阵夹芯结构。本发明的制备方法具有自动化程度高、生产周期短的优点，而且应用该方法制备出的金字塔型复合材料三维点阵夹芯结构强度高，力学性能完整，金字塔点阵胞元的周期性好，应用广泛。
【IPC分类】B29C65/48
【公开号】CN105346070
【申请号】CN201510639359
【发明人】姚凯, 雷红帅, 温伟斌, 王长显, 方岱宁
【申请人】北京大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年9月30日