一种单曲面三明治复合板及其模具及其成型工艺的制作方法

本发明涉及复合板生产领域，尤其涉及一种单曲面三明治复合板及其模具及其成型工艺。

背景技术：

目前，市场上较为常见的为三明治复合板为平面压板，曲面压板报道较少。实际生产中，曲面压板的生产存在一定的困难，一方面，对于曲面压板来说，由平面板加工成曲面压板时，压板弯曲时容易折断，使得产品成本增加，即使未折断也存在较大的折断风险或对其形成些微破损，影响其强度，致使加工得到的曲面板达不到使用要求。另一方面，对于加工模具来说，存在模具成本高、成型困难、模具维护成本高等诸多缺点，这种困难的原因在于平面压板加工所需正向压力一般在6mpa左右，对于曲面模具，例如凹模和凸模结构，在承受6mpa压力的情况下，模具非常容易出现损伤，需要采用高强度材料来制作模具，大大增加了模具成本；或者采用增加加强筋、使用合金材料等方法与手段，但是均不能很好的解决模具成本高及易损坏的缺点。

技术实现要素：

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种单曲面三明治复合板及其模具及其成型工艺，解决了现有技术中存在的问题。

一种单曲面三明治复合板，

在纵向维度，所述复合板包括依次粘接的内面板、芯板和外面板；

在横向维度，所述复合板向内面板方向弯曲，所述复合板的b点到c点为平面段，所述复合板的a点到b点、b到c点为两个对称的曲面段，每个曲面段上间隔形成有半径不同的圆弧面a段和圆弧面b段，所述圆弧面a段对应的芯板表面开设有第一凹槽，所述圆弧面b段上对应的芯板表面开设有第二凹槽，所述第一凹槽和第二凹槽垂直复合板弯曲方向贯通开设。

进一步的，所述圆弧面a段对应的芯板内表面开设有若干第一凹槽，相邻第一凹槽的槽间距为5mm，所述圆弧面b段上对应的芯板内表面开设有若干第二凹槽，相邻第二凹槽的槽间距为2mm。

进一步的，所述芯板包括芯板一段和与芯板一段两侧粘接的芯板二段，所述芯板一段对应复合板的平面段设置，所述芯板二段对应复合板的曲面段设置。如此设置，更便于芯板的加工。

进一步的，所述平面段对应的芯板上开设有线管槽，用于放置电线或管路布置，所述线管槽的槽口覆盖有铁皮，可以防止在负压成型时线管轮廓显示于表面。

进一步的，所述芯板为挤塑板，所述内面板和外面板为玻璃钢胶衣板。

一种制备上述单曲面三明治复合板的模具，所述模具上开设有与复合板弯曲背面相配合的槽面，且在垂直槽面弯曲方向的槽面两末端分别设有限位凸部。

进一步的，在对应限位凸部的槽面末端开设有凹槽，所述凹槽内设有形成限位凸部的抵接块。

进一步的，所述模具包括第一模具基体、第二模具基体和第三模具基体，所述第一模具基体、第二模具基体和第三模具基体通过一模具底座拼接在一起，并在远离模具底座的一侧形成槽面。

一种采用上述模具制备单曲面三明治复合板的成型工艺，包括以下步骤：

s1：准备模具，并依次通过打磨、刮平、上釉步骤对模具的槽面进行处理，使槽面形成致密光滑的表面，以保证气体不会渗入；其中，模具阴干2-5天后可进行产品的生产。

s2：在两个限位凸部之间的槽面上依次铺设内面板、芯板和外面板，并通过双组分胶依次粘接，得到初始复合板；对于需要在线管槽铺设管路的单曲面复合板，需要先在芯板的线管槽中铺设管路，再涂胶铺设内面板。

需要注意的是，在槽面上铺设外面板后，其垂直复合板弯曲方向的两端需要分别留有一段待用距离，待用距离不少于20cm，以便于密封条(丁基胶带)、管路和吸气管的铺设。在喷涂时通过涂胶器将双组分胶其均匀喷涂于外面板或芯板上，且内面板和芯板之间、芯板和外面板之间的涂胶时间均控制在20min以内，双组分胶的固化时间一般为50min左右。考虑到内面板的弯曲度，选用的内面板厚度不超过1.5mm。

s3：在胶衣板表面先铺设一层导流布，之后铺设一层防刺穿塑料膜，防刺穿塑料膜的边缘通过密封条与模具表面密封形成包围初始复合板的密封腔，其中密封条可采用平行的双行丁基胶带实现防刺穿塑料膜和模具之间的密封；

具体铺设过程为：先在内面板表面铺设导流布，然后铺设防刺穿塑料膜，塑料膜的边缘通过预先粘接的丁基胶带实现其与模具的密封粘接。粘接时注意塑料膜不得起皱，防止在负压形成时漏气，铺设时要非常小心，主要塑料膜不要刺破漏气，之后将真空管伸入至塑料膜与模具形成的密封腔中，并将真空管与塑料膜接触部分用丁基胶带密封，最后进行抽真空操作，真空负压装置采用市面售卖的即可。

s4：将真空管伸入至初始复合板一侧的密封腔中进行抽真空操作，在一定压力范围内持续抽气一段时间，直至双组分胶固化为止；其中，抽真空压力为1-1.5mpa，且维持压力时间不少于1.5h。具体的抽真空操作过程为：

夹紧抽气管，尽量把密封腔体系中的空气抽空，并检查气密性，操作中，负压系统设为高压1.5mpa，低压1mpa，设置为自动抽气，确保负压气压不低1mpa，不高于1.5mpa。之后，保持负压1.5小时左右，待胶完全固化后，停止抽气，打开塑料膜，进行脱模，成品完成。

s5：除去防刺穿塑料膜和导流布并脱模，得到单曲面三明治复合板。

本发明采用上述结构，所具有的优点是：

1、本申请单曲面三明治复合板，每个曲面段形成有两处半径不同的圆弧面段，并在两处对应的芯板上分别开有第一凹槽和第二凹槽，如此设置，可以保证芯板被施力压制时，其下表面与模具表面产生较高程度的贴合，同时芯板的圆弧面段不会折断，从而得到了复合生产要求的单曲面三明治复合板。

另外，在加工较大的复合板时，将芯板分为芯板一段和芯板二段的组合方式，更加方便加工，且采用两个圆弧段能够减少平面段和曲面段之间的集中应力，保证了复合板的整体强度。

2、本申请制备单曲面三明治复合板的模具，通过配合复合板下表面的槽面设置，以及两个限位凸部的设置，可以较为快速的实现内面板、芯板和外面板的定位粘接，节省了生产加工时间，相当于降低了生产成本。

另外，本申请模具采用三段拼接形式，更便于加工、组装和后期维护。

3、通过本申请单曲面三明治复合板的成型工艺，能够在负压条件下快速实现内面板、芯板和外面板的无缝粘接，且在加工过程中基本对模具无损伤。另外，负压成型对模具要求较低，高密度板制成的模具即可使用，显著降低模具制作成本。

附图说明

图1为本发明其中一种单曲面三明治复合板的局部剖视结构示意图；

图2为图1中未弯曲的芯板开设有第一凹槽和第二凹槽的局部结剖视构示意图；

图3为本发明另一种单曲面三明治复合板的局部剖视结构示意图；

图4为本发明制备单曲面三明治复合板的模具的剖视结构示意图；

图5为图4的使用状态结构示意图；

图6为图5中a部分放大结构示意图。

1、外面板，2、芯板，3、内面板，4、圆弧面a段，5、圆弧面b段，6、槽面，7、限位凸部，8、模具底座，9、第一模具基体，10、第二模具基体，11、第三模具基体，12、密封条，13、防刺穿薄膜；

21、芯板一段，211、线管槽，22、芯板二段，221、第一凹槽，222、第二凹槽。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

需要说明的是，除图2外，图1、图3-5中均为画出第一凹槽和第二凹槽的结构。

如图1-2所示，本实施例中，该单曲面三明治复合板，在纵向维度，所述复合板包括依次粘接的内面板3、芯板2和外面板1；在横向维度，所述复合板向内面板3方向弯曲，所述复合板的b点到c点为平面段，所述复合板的a点到b点、b到c点为两个对称的曲面段，每个曲面段上间隔形成有半径不同的圆弧面a段4和圆弧面b段5，所述圆弧面a段4对应的芯板2表面开设有第一凹槽221，所述圆弧面b段5上对应的芯板表面开设有第二凹槽222，所述第一凹槽221和第二凹槽222垂直复合板弯曲方向贯通开设。如此设置，便于在加工过程中，实现芯板2与模具槽面的较好程度贴合，且能够保证芯板2的弯曲度，使得其不易折断，从而保证了复合板加工的成品率，基本实现了百分百不折断加工。

可理解的，在其中一个实施例中，所述圆弧面a段4对应的芯板2内表面开设有若干第一凹槽21，相邻第一凹槽22的槽间距为5mm，所述圆弧面b段5上对应的芯板2内表面开设有若干第二凹槽222，相邻第二凹槽222的槽间距为2mm。如此设置，能够更好保证芯板的易弯折及复合板的整体强度。如图2所示，芯板未弯曲前第一凹槽和第二凹槽的开设情况。

可理解的，如图3所示，在其中一个实施例中，根据加工的复合板的大小和加工难以程度，所述芯板2包括芯板一段和与芯板一段21两侧粘接的芯板二段22，所述芯板一段对应复合板的平面段设置，所述芯板二段对应复合板的曲面段设置。如此设置，更便于芯板2的加工，且能够较好保持板的整体强度。

可理解的，在其中一个实施例中，根据使用需求，可在所述平面段对应的芯板2上开设有线管槽211，所述线管槽211的槽口覆盖有铁皮，可以防止在负压成型时线管轮廓显示于表面，铁皮的设置可根据需求铺设，铁皮的厚度一般为1mm左右。

可理解的，在其中一个实施例中，所述复合板的详细数据为：复合板的深度为400.51mm左右，所述复合板的内面水平距离为2522.4mm，平面段的水平距离为1187.08mm左右，弯曲段的水平距离为767.66mm左右，并在距离平面段约为142mm的水平距离时开始向圆弧b段过渡，圆弧b段对应的圆半径r＝300mm，在距离平面段约为596.66mm的水平距离时开始向圆弧a段过渡，圆弧a段对应的圆半径r＝142mm。

可理解的，所述芯板2为挤塑板，所述内面板3和外面板1为玻璃钢胶衣板。

制备上述单曲面三明治复合板的模具为：

如图4所示，所述模具上开设有与复合板弯曲背面相配合的槽面6，且在垂直槽面6弯曲方向的槽面6两末端分别设有限位凸部7，如此设置，可以较为快速的实现内面板3、芯板2和外面板1的定位粘接，节省了生产加工时间，相当于降低了生产成本。

可理解的，在其中一个实施例中，所述限位凸部7除了与模具一体固接，还可采用如下结构，具体的，在对应限位凸部7的槽面末端开设有凹槽，所述凹槽内设有形成限位凸部7的抵接块。如此设置，便于模具的加工和后期维护。

可理解的，在其中一个实施例中，所述模具还可采用以下结构，具体的，所述模具包括第一模具基体9、第二模具基体10和第三模具基体11，所述第一模具基体9、第二模具基体10和第三模具基体11通过一模具底座8拼接在一起，具体的模具底座可采用方管焊接在一起，并通过螺钉将三者与底座连接，侧边通过固定条加固，并在远离模具底座的一侧形成槽面。如此设置，使得模具更便于加工、安装及后期维护。

具体的，第一模具基体和第三模具基体对应复合板曲面段设置，第二模具基体对应复合板的平面段设置。而为了便于三个模具基体定位拼接，在模具底座的一侧可以固设定位块。

参考图5-6所示，采用上述模具制备单曲面三明治复合板的成型工艺，包括以下步骤：

s1：准备模具，并依次通过打磨、刮平、上釉步骤对模具的槽面进行处理，使槽面6形成致密光滑的表面，以保证气体不会渗入；其中，模具阴干2-5天后可进行产品的生产。

s2：在两个限位凸部7之间的槽面6上依次铺设内面板3、芯板2和外面板1，并通过双组分胶依次粘接，得到初始复合板；

对于需要在线管槽铺设管路的单曲面三明治复合板，需要先在芯板2的线管槽中铺设管路，再涂胶铺设内面板。需要注意的是，在槽面上铺设外面板后，其垂直复合板弯曲方向的两端需要分别留有一段待用距离，待用距离不少于20cm，以便于密封条(丁基胶带)、管路和吸气管的铺设。在喷涂时通过涂胶器将双组分胶其均匀喷涂于外面板或芯板上，且内面板3和芯板1之间、芯板2和外面板1之间的涂胶时间均控制在20min以内，双组分胶的固化时间一般为50min左右。考虑到内面板3的弯曲度，选用的内面板厚度不超过1.5mm。

s3：在胶衣板表面先铺设一层导流布，之后铺设一层防刺穿塑料膜13，防刺穿塑料膜的边缘通过密封条12与模具表面密封形成包围初始复合板的密封腔，其中密封条12可采用平行的双行丁基胶带实现防刺穿塑料膜13和模具之间的密封；

具体铺设过程为：先在内面板3表面铺设导流布，然后铺设防刺穿塑料膜13，防刺穿塑料膜13的边缘通过预先粘接的丁基胶带实现其与模具的密封粘接。粘接时注意防刺穿塑料膜不得起皱，防止在负压形成时漏气，铺设时要非常小心，主要防刺穿塑料膜不要刺破漏气，之后将真空管伸入至塑料膜与模具形成的密封腔中，并将真空管与防刺穿塑料膜接触部分用丁基胶带密封，最后进行抽真空操作，真空负压装置采用市面售卖的即可。

s4：将真空管伸入至初始复合板一侧的密封腔中进行抽真空操作，在1-1.5mpa之间的压力范围内持续抽气一段时间，约1.5h，直至双组分胶固化为止；具体的抽真空操作过程为：

夹紧抽气管，尽量把密封腔体系中的空气抽空，并检查气密性，操作中，负压系统设为高压1.5mpa，低压1mpa，设置为自动抽气，确保负压气压不低1mpa，不高于1.5mpa。之后，保持负压1.5小时左右，待胶完全固化后，停止抽气，打开塑料膜，进行脱模，成品完成。

s5：除去防刺穿塑料膜和导流布并脱模，得到单曲面三明治复合板。

上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本领域技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员公知技术。