一种集抗冲击与降噪于一体的轻质十字芯点阵泡沫夹芯板及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种集抗冲击与降噪于一体的轻质十字芯点阵泡沫夹芯板及其制备方法，所述夹芯板包括：相对设置的上面板和下面板；所述上面板和下面板均由金属材料制成；多个置于所述上面板和下面板之间的骨架；所述骨架呈十字型，具有相互垂直且交叉设置的第一金属板和第二金属板；多个骨架在上面板和下面板之间呈陈列式排布；以及填充在各所述骨架与上面板、下面板之间形成的空隙中的泡沫层。本发明集抗冲击与降噪于一体，具有在相同质量下能承受更大载荷的特点。
【专利说明】
一种集抗冲击与降噪于一体的轻质十字芯点阵泡沬夹芯板及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种夹芯板及其制备方法，具体为一种集抗冲击与降噪于一体的轻质十字芯点阵泡沫夹芯板及其制备方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着空间技术竞争与远海资源的争夺，大幅度地降低运载工具结构重量以获取更大的有效载荷，成为了设计方案能否实现的关键。从美国到欧盟工业界、学术界到政府都对新型结构化材料的研制表现出十分强烈的兴趣。一方面，伴随着焊接技术的成熟，钢、铝等合金材料以及复合材料轻质夹层结构已经在航空航天结构中得到了成功应用，并显示了无可比拟的优点和广阔的应用前景;另一方面，随着国际能源竞争日益加剧，传统材料在很多应用领域均受到了挑战，取而代之的应该是更适合于特殊服役工作环境下的结构化材料。现有技术中的夹芯板往往只具备承载能力，抗冲击性能和降噪性能均较差。
【发明内容】
[0003]本发明针对以上问题的提出，而研制一种集抗冲击性能与降噪性能于一体的夹芯板及其制备方法。
[0004]本发明的技术手段如下:
[0005]—种集抗冲击与降噪于一体的轻质十字芯点阵泡沫夹芯板，包括:
[0006]相对设置的上面板和下面板;所述上面板和下面板均由金属材料制成；
[0007]多个置于所述上面板和下面板之间的骨架;所述骨架呈十字型，具有相互垂直且交叉设置的第一金属板和第二金属板;多个骨架在上面板和下面板之间呈陈列式排布；
[0008]以及填充在各所述骨架与上面板、下面板之间形成的空隙中的泡沫层；
[0009]进一步地，所述骨架与上面板之间、所述骨架与下面板之间焊接连接；
[0010]进一步地，由第一金属板的中心位置沿所述第一金属板的轴线方向至第一金属板的边缘开设有第一搭接开口 ；由第二金属板的中心位置沿所述第二金属板的轴线方向至第二金属板的边缘开设有第二搭接开口；所述骨架通过第一金属板和第二金属板利用第一搭接开口和第二搭接开口十字交叉搭接而成；
[0011]进一步地，所述上面板和下面板均由不锈钢材料制成;所述第一金属板和第二金属板采用不锈钢板；
[0012]进一步地，所述上面板和下面板的厚度为3mm;所述第一金属板和第二金属板的厚度为2mm;
[0013]—种如上所述的一种集抗冲击与降噪于一体的轻质十字芯点阵泡沫夹芯板的制备方法，包括如下步骤:
[0014]制备预设数量的骨架；
[0015]制备上面板和下面板；
[0016]利用自动焊接设备将呈阵列式排布的预设数量的骨架按照预定位置焊接在所述上面板和下面板之间；
[0017]将泡沫层填充在各所述骨架与上面板、下面板之间形成的空隙中；
[0018]进一步地，所述制备骨架步骤具体包括:
[0019]剪切第一预设尺寸的第一金属板、第二预设尺寸的第二金属板；
[0020]由第一金属板的中心位置沿所述第一金属板的轴线方向至第一金属板的边缘开设有第一搭接开口 ；由第二金属板的中心位置沿所述第二金属板的轴线方向至第二金属板的边缘开设有第二搭接开口 ；
[0021 ]利用第一搭接开口和第二搭接开口将第一金属板和第二金属板十字交叉搭接制作出骨架；
[0022]进一步地，所述制备上面板和下面板步骤具体包括:
[0023]剪切均为第三预设尺寸的上面板和下面板；
[0024]对上面板和下面板进行倒角处理和表面氧化处理；
[0025]进一步地，在将泡沫层填充在各所述骨架与上面板、下面板之间形成的空隙中步骤之后还具有如下步骤:
[0026]对所述夹芯板进行时效处理；
[0027]对所述夹芯板进行上下表面打磨处理。
[0028]由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种集抗冲击与降噪于一体的轻质十字芯点阵泡沫夹芯板及其制备方法，所述夹芯板能够解决现有夹芯板抗冲击性差、噪音大的技术问题，当本发明所述夹芯板受到载荷作用时，其内部的骨架(点阵结构)能够提高承载能力和抗冲击性能，与此同时，填充的泡沫可以起到很好的降噪作用;本发明集抗冲击与降噪于一体，具有在相同质量下能承受更大载荷的特点，与现有的一般夹芯板相比更安全。
【附图说明】
[0029]图1是本发明所述夹芯板的结构示意图；
[0030]图2是本发明所述夹芯板的俯视图；
[0031 ]图3、图4是本发明所述夹芯板的侧视图；
[0032]图5是本发明所述骨架的结构示意图；
[0033]图6是本发明第一金属板、第二金属板相互搭接的示意图；
[0034]图7是本发明所述制备方法的流程图；
[0035]图8是在同样的载荷条件下，利用本发明所述夹芯板前后的降噪效果对比图。
[0036]图中:1、上面板，2、下面板，3、骨架，31、第一金属板，32、第二金属板，33、第一搭接开口，34、第二搭接开口。
【具体实施方式】
[0037]如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示的一种集抗冲击与降噪于一体的轻质十字芯点阵泡沫夹芯板，包括:相对设置的上面板I和下面板2;所述上面板I和下面板2均由金属材料制成；多个置于所述上面板I和下面板2之间的骨架3;所述骨架3呈十字型，具有相互垂直且交叉设置的第一金属板31和第二金属板32;多个骨架3在上面板I和下面板2之间呈陈列式排布；以及填充在各所述骨架3与上面板1、下面板2之间形成的空隙中的泡沫层;进一步地，所述骨架3与上面板I之间、所述骨架3与下面板2之间焊接连接;进一步地，由第一金属板31的中心位置沿所述第一金属板31的轴线方向至第一金属板31的边缘开设有第一搭接开口33;由第二金属板32的中心位置沿所述第二金属板32的轴线方向至第二金属板32的边缘开设有第二搭接开口 34;所述骨架3通过第一金属板31和第二金属板32利用第一搭接开口 33和第二搭接开口 34十字交叉搭接而成;进一步地，所述上面板I和下面板2均由不锈钢材料制成;所述第一金属板31和第二金属板32采用不锈钢板;进一步地，所述上面板I和下面板2的厚度为3mm;所述第一金属板31和第二金属板32的厚度为2mm;所述第一金属板31的尺寸为35mm X 30mm X 2mm;所述第二金属板32的尺寸为16.5mm X 30mm X 2mm;多个骨架3在上面板I和下面板2之间呈陈列式排布，各骨架3的分布密度、骨架3尺寸、上面板I和下面板2的尺寸均可以根据实际应用需求进行相应改变和调节。
[0038]如图7所示的一种如上所述的一种集抗冲击与降噪于一体的轻质十字芯点阵泡沫夹芯板的制备方法，包括如下步骤:制备预设数量的骨架3;制备上面板I和下面板2;利用自动焊接设备将呈阵列式排布的预设数量的骨架3按照预定位置焊接在所述上面板I和下面板2之间；将泡沫层填充在各所述骨架3与上面板1、下面板2之间形成的空隙中；进一步地，所述制备骨架3步骤具体包括:剪切第一预设尺寸的第一金属板31、第二预设尺寸的第二金属板32;由第一金属板31的中心位置沿所述第一金属板31的轴线方向至第一金属板31的边缘开设有第一搭接开口33;由第二金属板32的中心位置沿所述第二金属板32的轴线方向至第二金属板32的边缘开设有第二搭接开口 34;利用第一搭接开口 33和第二搭接开口 34将第一金属板31和第二金属板32十字交叉搭接制作出骨架3;进一步地，所述制备上面板I和下面板2步骤具体包括:剪切均为第三预设尺寸的上面板I和下面板2;对上面板I和下面板2进行倒角处理和表面氧化处理;进一步地，在将泡沫层填充在各所述骨架3与上面板1、下面板2之间形成的空隙中步骤之后还具有如下步骤:对所述夹芯板进行时效处理;对所述夹芯板进行上下表面打磨处理。
[0039]本发明所述骨架3的位置排布可以采用手工完成，完成后利用自动焊接设备进行焊接，可以利用自动焊接设备的焊枪首先在上面板I上进行外焊，将各骨架3与上面板I之间焊接完成后，然后用打磨设备打磨上面板I被焊的表面，之后利用自动焊接设备的焊枪在下面板2上进行外焊，将各骨架3与下面板2之间焊接完成后，再用打磨设备打磨下面板2被焊的表面。
[0040]本发明所述夹芯板能够解决现有夹芯板抗冲击性差、噪音大的技术问题，当本发明所述夹芯板受到载荷作用时，其内部的骨架3(点阵结构)能够提高承载能力和抗冲击性能，与此同时，填充的泡沫可以起到很好的降噪作用；本发明集抗冲击与降噪于一体，具有在相同质量下能承受更大载荷的特点，与现有的一般夹芯板相比更安全;本发明制备方法充分考虑了夹芯板可以在使用过程中发挥抗冲击和降噪的性能，使得该方法可以制备更加先进的夹芯板;利用本发明所述方法制备的夹芯板能够同时兼顾良好的抗冲击性能与降噪性能，具有在相同质量下能承受更大载荷的特点;本发明在焊接过程中焊接均匀，制作出的夹芯板具有重量轻、强度高、耐冲击、可以吸音、降噪、抗震、耐热等优良性能；图8示出了在同样的载荷条件下，利用本发明所述夹芯板前后的降噪效果对比图，如图8所示，利用了本发明所述夹芯板后，和未利用本发明所述夹芯板时的物体表面测得的噪音情况相比，可以看出本发明所述夹芯板的去噪效果十分明显；另外，本发明所述夹芯板内部的骨架3采用点阵结构，即骨架3之间是非连续的，使得同等重量情况下可利用的空间大，方便填充夹层介质，抗噪性能更好。
[0041]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种集抗冲击与降噪于一体的轻质十字芯点阵泡沫夹芯板，其特征在于所述夹芯板包括: 相对设置的上面板和下面板;所述上面板和下面板均由金属材料制成； 多个置于所述上面板和下面板之间的骨架;所述骨架呈十字型，具有相互垂直且交叉设置的第一金属板和第二金属板;多个骨架在上面板和下面板之间呈陈列式排布； 以及填充在各所述骨架与上面板、下面板之间形成的空隙中的泡沫层。2.根据权利要求1所述的一种集抗冲击与降噪于一体的轻质十字芯点阵泡沫夹芯板，其特征在于所述骨架与上面板之间、所述骨架与下面板之间焊接连接。3.根据权利要求1所述的一种集抗冲击与降噪于一体的轻质十字芯点阵泡沫夹芯板，其特征在于由第一金属板的中心位置沿所述第一金属板的轴线方向至第一金属板的边缘开设有第一搭接开口 ；由第二金属板的中心位置沿所述第二金属板的轴线方向至第二金属板的边缘开设有第二搭接开口 ；所述骨架通过第一金属板和第二金属板利用第一搭接开口和第二搭接开口十字交叉搭接而成。4.根据权利要求1所述的一种集抗冲击与降噪于一体的轻质十字芯点阵泡沫夹芯板，其特征在于所述上面板和下面板均由不锈钢材料制成;所述第一金属板和第二金属板采用不锈钢板。5.根据权利要求4所述的一种集抗冲击与降噪于一体的轻质十字芯点阵泡沫夹芯板，其特征在于所述上面板和下面板的厚度为3mm;所述第一金属板和第二金属板的厚度为2mm ο6.—种如权利要求1所述的一种集抗冲击与降噪于一体的轻质十字芯点阵泡沫夹芯板的制备方法，其特征在于所述方法包括如下步骤: 制备预设数量的骨架； 制备上面板和下面板； 利用自动焊接设备将呈阵列式排布的预设数量的骨架按照预定位置焊接在所述上面板和下面板之间； 将泡沫层填充在各所述骨架与上面板、下面板之间形成的空隙中。7.根据权利要求6所述的一种集抗冲击与降噪于一体的轻质十字芯点阵泡沫夹芯板的制备方法，其特征在于所述制备骨架步骤具体包括: 剪切第一预设尺寸的第一金属板、第二预设尺寸的第二金属板； 由第一金属板的中心位置沿所述第一金属板的轴线方向至第一金属板的边缘开设有第一搭接开口 ；由第二金属板的中心位置沿所述第二金属板的轴线方向至第二金属板的边缘开设有第二搭接开口 ； 利用第一搭接开口和第二搭接开口将第一金属板和第二金属板十字交叉搭接制作出骨架。8.根据权利要求6所述的一种集抗冲击与降噪于一体的轻质十字芯点阵泡沫夹芯板的制备方法，其特征在于所述制备上面板和下面板步骤具体包括: 剪切均为第三预设尺寸的上面板和下面板； 对上面板和下面板进行倒角处理和表面氧化处理。9.根据权利要求6所述的一种集抗冲击与降噪于一体的轻质十字芯点阵泡沫夹芯板的制备方法，其特征在于在将泡沫层填充在各所述骨架与上面板、下面板之间形成的空隙中步骤之后还具有如下步骤: 对所述夹芯板进行时效处理； 对所述夹芯板进行上下表面打磨处理。
【文档编号】B32B3/08GK105856746SQ201610187037
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】王博, 任明法, 黄诚, 刘观日, 骆洪志, 曹广龙, 周才华, 王斌
【申请人】大连理工大学