一种阶梯孔型Z向增强芯材的加工方法与流程

技术领域：

本发明涉及新材料领域，具体讲是一种阶梯孔型z向增强芯材的加工方法。

背景技术：
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现有穿刺中空针具直径较粗，造成芯材孔洞较大，后期灌注树脂用量多，灌注后整体重量偏重。采用细针又由于刚性不足造成穿针的弯曲变形、穿刺角度偏斜和折弯断针问题。实心针具可采用细针，且刚性足够，但仅适用于短切纤维的穿刺，无法实现z向纤维连续化，大大降低了芯材的性能。

技术实现要素：
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本发明所要解决的技术问题是，提供一种提供良好的z向抗压性能，又可以提供优异的抗剪切性能和剥离强度，保证芯材性能稳定和均匀性的阶梯孔型z向增强芯材的加工方法。

本发明的技术解决方案是，提供一种阶梯孔型z向增强芯材的加工方法，包括以下步骤，首先，准备泡沫板材，根据泡沫板材厚度选择相适应的变径针具，并将连续纤维纱线引出并穿过变径针具中空管，将穿针调整至45°/60°；然后，将泡沫板材于输送平台上定位固定，设定穿刺间距并开启穿刺设备，随着输送平台的输送移动完成﹢45°/﹢60°的穿刺；接着将整块泡沫板翻转180°并转移至进料端，再次定位到输送平台上，重复上述步骤，从而完成-45°/-60°的穿刺；得到±45°/±60°的z向增强结构芯材，最后在z向增强结构芯材的阶梯孔内或整板灌注熔融树脂或热固性树脂，固化成型z向增强结构芯材。

作为优选，变径针具包括针尖、针刺杆和中空扩径管，其中，针尖与针刺杆的前端连接，针刺杆的后端与中空扩径管前端连接，针刺杆的直径小于中空扩径管的直径。

作为优选，中空扩径管的直径为针刺杆的直径的2-4倍。

作为优选，变径针具的变径部分采用1:1-1:5倒角均匀过渡。

作为优选，芯材为密度35-100kg/m³的聚氨酯泡沫，泡沫厚度为5-100mm，单片泡沫尺寸为1200mm×2400mm。

作为优选，z向增强材料为100tex-1200tex无捻玻璃纤维纱。

作为优选，z向穿刺角度为±45°至±60°，穿刺间距为10-200mm。角度为±45°产品可提供最好的剪切性能，角度为±60°产品可提供更多的抗压性能。

采用以上方案后与现有技术相比，本发明具有以下优点：采用变径中空穿针，粗径部分提供足够的强度支撑，细径部分作为穿刺主体，减少穿刺孔洞尺寸；同时减少了细径部分的长度以减小长径比，提高穿刺刚性；z向纤维通过中空管带入芯材主体中，保持了纤维的连续化。并且本方案采用双向、夹角穿刺，即可提供良好的z向抗压性能，又可以提供优异的抗剪切性能和剥离强度；同时，在实用性方面，通过变径穿针开孔后的板材孔洞体积大大减小，可为后续灌注成型节省树脂用量，z向纤维连续无中断，保证了产品性能稳定和均匀性。

附图说明：

图1为本发明z向增强芯材结构示意图。

图2为图1的a-a示意图。

图3为本发明的变径针具的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图就具体实施方式对本发明作进一步说明：

一种阶梯孔型z向增强芯材的加工方法，包括以下步骤，首先，准备泡沫板材，根据泡沫板材厚度选择相适应的变径针具，并将连续纤维纱线引出并穿过变径针具中空管，将穿针调整至45°/60°；然后，将泡沫板材于输送平台上定位固定，设定穿刺间距并开启穿刺设备，随着输送平台的输送移动完成﹢45°/﹢60°的穿刺；接着将整块泡沫板翻转180°并转移至进料端，再次定位到输送平台上，重复上述步骤，从而完成-45°/-60°的穿刺；得到±45°/±60°的z向增强结构芯材；最后在z向增强结构芯材的阶梯孔内或整板灌注熔融树脂或热固性树脂，固化成型z向增强结构板材。成型的产品如图1和2所示。

其中，在本实施例中，如图3所示，针具为中空阶梯型变径针，针具总长380mm，其中细径部分即针刺杆1长度根据板材厚度可变，一般为板材厚度的1/2，外径1.0-1.5mm，内径0.5-1.0mm；粗径部分即变径中空管2长度为总长度减去细径部分长度，外径3-4mm，内径2-3mm；中间变径部分3采用1:1-1:5倒角均匀过渡，保持中间中空连通状态。

另外，本实施例中，芯材为密度35-100kg/m³的聚氨酯泡沫，泡沫厚度为5-100mm，单片泡沫尺寸为1200mm×2400mm。z向增强材料为100tex-1200tex无捻玻璃纤维纱。并且，z向穿刺角度为±45°至±60°，穿刺间距为10-200mm。角度为±45°产品可提供最好的剪切性能，角度为±60°产品可提供更多的抗压性能。

采用以上技术后，具有以下技术效果，采用变径中空穿针，粗径部分提供足够的强度支撑，细径部分作为穿刺主体，减少穿刺孔洞尺寸；同时减少了细径部分的长度以减小长径比，提高穿刺刚性；z向纤维通过中空管带入芯材主体中，保持了纤维的连续化。并且本方案采用双向、夹角穿刺，即可提供良好的z向抗压性能，又可以提供优异的抗剪切性能和剥离强度；同时，在实用性方面，通过变径穿针开孔后的板材孔洞体积大大减小，可为后续灌注成型节省树脂用量，z向纤维连续无中断，保证了产品性能稳定和均匀性。

以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。凡是利用本发明说明书所做的等效结构或等效流程变换，均包括在本发明的专利保护范围之内。