专利名称：采用预浸纤维束制备复合材料点阵夹芯板的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种制备复合材料点阵夹芯板方法。
背景技术：
点阵材料相比于蜂窝和泡沫材料，是拉伸主导型材料，拥有更高的刚度和强度，因此被广泛应用于夹芯结构的芯体材料。另外点阵材料中含有大量的空间，可以埋设热管、微处理器、电池和导线等器件，可以制成集电子、热控、能源和承载于一体的轻质多功能结构。早期的点阵夹芯结构多是采用金属和合金材料，而纤维增强树脂基复合材料无疑是更具有吸引力的材料。例如碳纤维增强环氧树脂基复合材料，刚度和强度与合金钢相差无几，但密度只有合金钢的五分之一，因此具有很高的比刚度和比强度。现有的碳纤维复合材料点阵夹芯结构的制备方法一般是采用编织或切割层合板方法，点阵夹芯结构性能较低，易发生节点破坏、杆件分层和杆件屈曲现象；采用杆件卷制法制备碳纤维复合材料点阵夹芯结构·存在以下缺点一、杆件卷制相对麻烦，因为将一张薄薄的预浸料卷制成圆形杆件在操作上比较困难；二、在杆件卷制过程中，往往因为不能施加足够的压力而使得杆件比较疏松，从而降低杆件的性能；三、插入杆件后，在铺设面板过程中，只能将预浸料裁剪成窄条才可以铺设，这样势必会损害面板中纤维的连续性；四、杆件端部埋入面板会使得节点处易出现孔洞等缺陷、造成节点性能不高。
发明内容
本发明为解决现有的杆件卷制法制备碳纤维复合材料点阵夹芯结构存在操作复杂、杆件和节点的力学性能低的问题，进而提供了一种采用预浸纤维束制备复合材料点阵夹芯板的制备方法。本发明的采用预浸纤维束制备复合材料点阵夹芯板的制备方法是按着以下步骤实现的步骤一、模具处理用丙酮溶液清洗模具表面，然后用脱模剂处理模具的外表面；步骤二、固定模具用夹具将模具组装固定；步骤三、温箱加热将组装好的模具放入温箱内加热，加热温度为120°C ；步骤四、覆盖碳纤维复合材料预浸料将模具的上下表面均覆盖I 20层碳纤维复合材料预浸料，保持模具上下表面铺放的干纤维布层数一致；步骤五、将纤维束穿过针孔，然后将纤维束搓成双股的纤维绳，将双股的纤维绳放入树脂中浸泡半小时；步骤六、将预浸过树脂的纤维绳按照编织方法穿过粘贴在模具表面上的预浸料；步骤七、在步骤六中编织后的碳纤维复合材料预浸料的上下表面上均再覆盖I 20层碳纤维复合材料预浸料，将碳纤维复合材料预浸料压紧并排出碳纤维复合材料预浸料里面的气体；步骤八、将步骤七中预制好的试件放在压机上压制，控制压力为0. 5MPa，然后以每分钟2°C的速度将温度升至80°C，保温I小时，再将温度升至125°C，保温2小时；步骤九、冷却至室温，脱模。本发明的有益效果是本发明的制备复合材料点阵夹芯板方法采用预浸纤维束连续编织的方法，在铺设面板时可以采用一整块的预浸料，从而能够保证杆件中的纤维具有良好的连续性，与现有的杆件卷制法制备碳纤维复合材料相比，大大提高了杆件和节点的力学性能，力学性能提高了 30% ;本发明还具有操作简便，工作效率高的优点，便于工业化大规模生产。
图I是利用本发明制备的纤维增强复合材料点阵夹芯板的编织结构示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一如图I所示，本实施方式的采用预浸纤维束制备复合材料点阵·夹芯板的制备方法步骤如下步骤一、模具处理用丙酮溶液清洗模具表面，然后用脱模剂处理模具的外表面；脱模剂牌号为AC4368，厂家为上海曼斯实业有限公司；步骤二、固定模具用夹具将模具组装固定；步骤三、温箱加热将组装好的模具放入温箱内加热，加热温度为120°C ；步骤四、覆盖碳纤维复合材料预浸料将模具的上下表面均覆盖I 20层碳纤维复合材料预浸料，保持模具上下表面铺放的干纤维布层数一致；由于模具的温度为120°C，因此会使得预浸料中的树脂软化并有粘性，从而将m层预浸料紧紧地粘贴在模具表面；步骤五、将纤维束穿过针孔，然后将纤维束搓成双股的纤维绳，将双股的纤维绳放入树脂中浸泡半小时；所述树脂的牌号为3236，厂家为北京航空材料研究院；步骤六、将预浸过树脂的纤维绳按照编织方法穿过粘贴在模具表面上的预浸料；步骤七、在步骤六中编织后的碳纤维复合材料预浸料的上下表面上均再覆盖I 20层碳纤维复合材料预浸料，将碳纤维复合材料预浸料压紧并排出碳纤维复合材料预浸料里面的气体；步骤八、将步骤七中预制好的试件放在压机上压制，控制压力为0. 5MPa，然后以每分钟2°C的速度将温度升至80°C，保温I小时，再升温至125°C，保温2小时；步骤九、冷却至室温，脱模，可以按照实际需要将试件切割成需要的尺寸。固化过程中预浸料中的树脂的牌号为3234，预浸纤维束中的树脂的牌号为3236，二者熔化并重新流动分布，树脂3234和树脂3236具有兼容性，因此可以一起使用；杆件和面板紧紧地粘合在一起，大大提高了杆件和节点的力学性能。所述点阵夹芯板由纤维上面板、纤维下面板和若干根纤维柱构成，若干根纤维柱设在纤维上面板与纤维下面板之间，纤维柱的上端与纤维上面板固接，纤维柱的下端与纤维下面板固接。
具体实施方式
二 步骤四中模具的上下表面均覆盖3 18层碳纤维复合材料预浸料。如此设置，可以根据产品不同的需要制作不同厚度的纤维增强复合材料点阵夹芯板。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三步骤四中模具的上下表面均覆盖5 15层碳纤维复合材料预浸料。如此设置，可以根据产品不同的需要制作不同厚度的纤维增强复合材料点阵夹芯板。其它与具体实施方式
二相同。
具体实施方式
四步骤四中模具的上下表面均覆盖7 10层碳纤维复合材料预浸料。如此设置，可以根据产品不同的需要制作不同厚度的纤维增强复合材料点阵夹芯板。其它与具体实施方式
三相同。
具体实施方式
五步骤七中碳纤维复合材料预浸料的上下表面上均再覆盖3 18层碳纤维复合材料预浸料。如此设置，可以根据产品不同的需要制作不同厚度的纤维增强复合材料点阵夹芯板。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
六步骤七中碳纤维复合材料预浸料的上下表面上均再覆盖5 15层碳纤维复合材料预浸料。如此设置，可以根据产品不同的需要制作不同厚度的纤维增强复合材料点阵夹芯板。其它与具体实施方式
五相同。·具体实施方式
七步骤七中碳纤维复合材料预浸料的上下表面上均再覆盖7 10层碳纤维复合材料预浸料。如此设置，可以根据产品不同的需要制作不同厚度的纤维增强复合材料点阵夹芯板。其它与具体实施方式
六相同。
权利要求
1.一种采用预浸纤维束制备复合材料点阵夹芯板的制备方法，其特征在于采用预浸纤维束制备复合材料点阵夹芯板的制备方法步骤如下 步骤一、模具处理用丙酮溶液清洗模具表面，然后用脱模剂处理模具的外表面； 步骤二、固定模具用夹具将模具组装固定； 步骤三、温箱加热将组装好的模具放入温箱内加热，加热温度为120°C ； 步骤四、覆盖碳纤维复合材料预浸料将模具的上下表面均覆盖I 20层碳纤维复合材料预浸料，保持模具上下表面铺放的干纤维布层数一致； 步骤五、将纤维束穿过针孔，然后将纤维束搓成双股的纤维绳，将双股的纤维绳放入树脂中浸泡半小时； 步骤六、将预浸过树脂的纤维绳按照编织方法穿过粘贴在模具表面上的预浸料； 步骤七、在步骤六中编织后的碳纤维复合材料预浸料的上下表面上均再覆盖I 20层碳纤维复合材料预浸料，将碳纤维复合材料预浸料压紧并排出碳纤维复合材料预浸料里面的气体； 步骤八、将步骤七中预制好的试件放在压机上压制，控制压力为0. 5MPa，然后以每分钟2°C的速度将温度升至80°C，保温I小时，再将温度升至125°C，保温2小时； 步骤九、冷却至室温，脱模。
2.根据权利要求I所述的采用预浸纤维束制备复合材料点阵夹芯板的制备方法，其特征在于步骤四中模具的上下表面均覆盖3 18层碳纤维复合材料预浸料。
3.根据权利要求2所述的采用预浸纤维束制备复合材料点阵夹芯板的制备方法，其特征在于步骤四中模具的上下表面均覆盖5 15层碳纤维复合材料预浸料。
4.根据权利要求3所述的采用预浸纤维束制备复合材料点阵夹芯板的制备方法，其特征在于步骤四中模具的上下表面均覆盖7 10层碳纤维复合材料预浸料。
5.根据权利要求I所述的采用预浸纤维束制备复合材料点阵夹芯板的制备方法，其特征在于步骤七中碳纤维复合材料预浸料的上下表面上均再覆盖3 18层碳纤维复合材料预浸料。
6.根据权利要求5所述的采用预浸纤维束制备复合材料点阵夹芯板的制备方法，其特征在于步骤七中碳纤维复合材料预浸料的上下表面上均再覆盖5 15层碳纤维复合材料预浸料。
7.根据权利要求6所述的采用预浸纤维束制备复合材料点阵夹芯板的制备方法，其特征在于步骤七中碳纤维复合材料预浸料的上下表面上均再覆盖7 10层碳纤维复合材料预浸料。
全文摘要
采用预浸纤维束制备复合材料点阵夹芯板的制备方法，它涉及一种制备复合材料点阵夹芯板方法。本发明为解决现有的杆件卷制法制备碳纤维复合材料点阵夹芯结构存在操作复杂、杆件和节点的力学性能低的问题。模具处理；固定模具；温箱加热；覆盖碳纤维复合材料预浸料将模具的上下表面均覆盖1～20层碳纤维复合材料预浸料；将双股的纤维绳放入树脂中浸泡半小时；将预浸过树脂的纤维绳按照编织方法穿过粘贴在模具表面上的预浸料；在编织后的碳纤维复合材料预浸料的上下表面上均再覆盖1～20层碳纤维复合材料预浸料，排出碳纤维复合材料预浸料里面的气体；将预制好的试件放在压机上压制；冷却至室温，脱模。本发明用于制备复合材料点阵夹芯板。
文档编号B29C70/34GK102785371SQ20121031002
公开日2012年11月21日 申请日期2012年8月28日 优先权日2012年8月28日
发明者吴林志, 李明, 杨金水, 王兵, 马力 申请人:哈尔滨工业大学