一种网格结构复合板及其制备方法与流程

本发明涉及一种复合材料的制备技术领域，尤其涉及一种网格结构复合板及其制备方法的领域。

背景技术：

随着航天事业的发展，尤其是航天材料工艺水平的不断提高，复合材料网格结构得到越来越广泛的应用。单向复合材料交叉支撑的网格结构可以充分发挥复合材料的优越性，设计和制造工艺的不断完善可望尽快降低制造成本，有广阔的发展前景和巨大的潜能。最为常见的成型网格的模具是软膜成型，该方法美国空军飞力普实验室处于技术领先地位，并用于生产太阳能挤板、整流罩等，但是软膜成型的方法的缺点是产品表面光洁度差，筋条尺寸不稳定，产品固化后需要将软膜劈开，成本较高，同时对于筋条的高度/宽度比较大的结构将难以脱模，同时蜂窝结构与其他结构相比，能以较少的材料获得较高的承担能力，蜂窝结构板受到垂直于板面的载荷时，其弯曲模量与相同材质、相同厚度的实心板材相当，而重量可降低70-90％，并且不易变形，不易开裂，具有良好的减震、隔音、隔热等优点，在航空、航天领域得到广泛的应用，所以，综上所述，如何使网格结构具有低成本、不易变形，不易开裂，抗压缩性能，及具有耐热新能等优点是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种网格结构及其制备方法，克服上述缺陷。

技术实现要素：

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题，从而提供网格结构复合板及其制备方法。本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种网格结构复合板，所述的网格结构复合板包括单向纤维，树脂，其中，所述的单向纤维预浸料的铺层，制备复合材料预浸布，将所述的复合材料预浸布进行固化成型，切割成复合材料波纹片，将复合材料波纹片的上下两面涂覆树脂，，将所述第一条波纹片的波峰上表面与第二条波纹片对应的波谷下表面进行粘贴，形成六边形或者矩形的网格结构，后将该网格结构的波峰的上表面和第三条波纹片对应波谷的下表面进行粘结，依次类推将多条波纹片进行粘结制备出网格结构。

优选的，所述复合材料预浸布通过拉挤成型工艺或者模压成型工艺进行固化成型。

优选的，所述的单向纤维预浸料为浸渍树脂的单向玻璃纤维或单向碳纤维。

优选的，所述的树脂为酚醛树脂或者环氧树脂。

优选的，所述铺层为将单向纤维预浸料0度、90度的方向交错排列。

一种网格结构的制备方法：

S1：将所述的单向纤维预浸料的铺层设计，制备复合材料预浸布；

S2：通过拉挤成型工艺或者模压成型工艺，将复合材料预浸布固化，制成波纹板；

S3：将波纹板进行切割，制成波纹片；

S4：将复合材料波纹片涂覆树脂，并将第一条波纹片的波峰上表面与第二条波纹片对应的波谷下表面进行粘贴，形成六边形或者矩形的网格结构，再将该网格结构的波峰的上表面和第三条波纹片对应波谷的下表面进行粘结，依次类推将多条波纹片进行粘结制备出网格结构。

优选的，所述的复合材料波纹板指截面的波峰为矩形或梯形的锯齿形波纹板，其中，梯形锯齿波的斜边与上底边的内角为90-180度；锯齿形波纹板的波长为5-50mm，振幅为5-50mm。

从上述技术方案可以看出，本发明的一种网格结构及其制备方法，通过单向纤维预浸料的铺层，制备复合材料预浸布，将所述的复合材料预浸布通过工艺进行固化成型，切割成复合材料波纹片，进行波纹片的连接，操作工艺简单，成本低，并且不易变形，不易开裂，抗压缩性能，及具有耐热新能等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明波纹片示意图；

图2为本发明图1中的波纹片连接网格结构复合板结构示意图；

其中：1、波峰；2、波谷；3、波峰上表面；4、波谷下表面；5、斜边；6、内角、7、粘结区域。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1至图2所示，一种网格结构复合板结构，所述的网格结构复合板结构包括单向纤维，树脂，

其中，所述的单向纤维预浸料的铺层，制备复合材料预浸布，将所述的复合材料预浸布通过工艺进行固化成型，切割成复合材料波纹片，将所述的树脂涂覆在所述的复合材料波纹片上，将所述第一条波纹片的波峰上表面3与第二条波纹片对应的波谷下表面4进行粘贴，形成六边形或者矩形的网格结构，后将该网格结构的波峰上表面3和第三条波纹片对应波谷下表面4进行粘结，依次类推将多条波纹片进行粘结制备出网格结构。

其中，所述复合材料预浸布通过拉挤成型工艺或者模压成型工艺进行固化成型。

本发明所制备的网格结构复合板的材质为纤维增强树脂基复合材料，单向纤维预浸料的铺层是将多张浸渍树脂的单向纤维预浸料，按照0度或90度的方向进行交错排列形成复合材料预浸布，其中0度铺层含量决定复合材料网格结构的抗压缩性能，90度铺层含量决定复合材料网格结构的抗弯曲性能。

本发明制备的网格的形式根据采用的波纹片的形式而定，当波纹片锯齿波的斜边与上底边的内角6为90度时，网格结构为矩形蜂窝结构；当波纹片锯齿波的斜边与上底边的内角6为120度时，网格结构为六变形蜂窝结构。在网格结构制造过程中，网格结构复合板的强度可根据单向纤维预浸内不同角度铺层数的比例进行调控。

其中，所述的向纤维预浸料为浸渍树脂的单向玻璃纤维或单向碳纤维。

所述的树脂为酚醛树脂或者环氧树脂。

一种网格结构的制备方法：

S1：单向纤维预浸料的铺层，制备复合材料预浸布；

S2：通过拉挤成型工艺或者模压成型工艺，将复合材料预浸布固化，制成波纹板；

S3：将波纹板进行切割，制成波纹片；

S4：将复合材料波纹片涂覆树脂，并将第一条波纹片的波峰上表面与第二条波纹片对应的波谷下表面进行粘贴，形成六边形或者矩形的网格结构，再将该网格结构的波峰的上表面和第三条波纹片对应波谷的下表面进行粘结，依次类推将多条波纹片进行粘结制备出网格结构。

其中，采用压模成型工艺，将铺层好的预浸料在一定的温度、压力条件下制造出复合材料波纹板，后将波纹板切割成一定宽度的波纹片(波纹片的宽度根据所需高强度网格结构的厚度而定)，在波纹片波峰的上表面和波谷的下表面涂覆树脂，将一条波纹片波峰的上表面和另一条波纹片对应波谷的下表面进行粘接制成六边形或矩形的网格结构。

所述的复合材料波纹板指截面的波峰1为矩形或梯形的锯齿形波纹板，其中，梯形锯齿波的斜边与上底边的内角6为90-180度；锯齿形波纹板的波长为5-50mm，振幅为5-50mm。

在将波纹板进行切割制成波纹片时，波纹片的厚度可以为0.1-10mm。

将0.15mm厚度的单向玻璃纤维/酚醛树脂预浸料按照，第一层0度/第二层90度/第三层0度/第四层90度/第五层0度(共5层)的方式排列制成玻璃纤维/酚醛树脂预浸布。采用模压成型工艺(所采用的模具截面波纹为梯形，梯形的斜边与上底边的夹角为120度，截面波长为20mm，振幅10mm)，将预浸布进行固化成型制成玻璃纤维/酚醛树脂板。将玻璃纤维/酚醛波纹板沿着平行于截面波纹延伸的方向进行切割，制成宽度为15mm的玻璃纤维/酚醛波纹片。将玻璃纤维/酚醛波纹片的上下两面涂覆酚醛树脂，将一块波纹片波谷2的下表面与另一块波纹片波峰的上表面3进行粘接，依次类推可获得高强度玻璃纤维/酚醛网格结构，该网格结构具有较高的弯曲强度，操作工艺简单，成本低，并且不易变形，不易开裂，抗压缩性能，及具有耐热新能等优点。

以上仅仅以一个实施方式来说明本发明的设计思路，在系统允许的情况下，本发明可以扩展为同时外接更多的功能模块，从而最大限度扩展其功能。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。