一种蜂窝夹层结构声衬壁板的制备方法与流程

1.本发明涉及蜂窝夹层结构的技术领域，具体涉及了一种蜂窝夹层结构声衬壁板的制备方法。


背景技术：

2.蜂窝夹层结构声衬壁板被广泛用于航空航天领域。目前声衬壁板声衬阵列孔制造方法主要是采用胶粘剂把蜂窝芯上下表面和复合材料面板胶接成蜂窝夹芯复合材料结构，再采用数控设备钻制声衬阵列孔制备蜂窝夹芯复合材料声衬壁板，但是该方法因为蜂窝夹芯结构胶接好后进行声衬孔钻制，常常会在钻孔过程中将蜂窝芯格壁损伤。另外一种方法如中国专利cn 110815901 a所示，将胶膜与面板在低于固化温度下进行预胶接用可剥布保护然后钻制声衬孔阵列，再进行胶接，这种方法由于胶膜未固化，在钻制过程中，胶膜容易受到污染，对后续的胶接质量有影响。
3.因此在声衬壁板的制造过程中，需要寻找既不损伤蜂窝芯格壁又不污染胶膜的方法来制造声衬壁板。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：针对现有技术蜂窝夹层结构声衬壁板的制备方法存在损伤蜂窝芯格壁或污染胶膜的问题，提供一种蜂窝夹层结构声衬壁板的制备方法，该制备方法既不损伤蜂窝芯，也不会污染胶膜对后续的胶接质量产生影响。整个施工工艺在带有真空系统的加热装置中即可完成，设备要求低，便于控制，成品质量高。
5.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
6.一种蜂窝夹层结构声衬壁板的制备方法，包括以下步骤：
7.步骤1、准备第一面板和第二面板，并在第一面板上钻制声衬阵列孔；将胶膜粘接在所述第一面板的底面上，然后将蜂窝芯的顶面粘接在所述胶膜上；
8.步骤2、第一面板在上，蜂窝芯在下放置在工装上；安放热电偶，热电偶与胶膜接触；将真空袋套住第一面板及蜂窝芯，并将真空袋的边缘与工装进行密封处理，其中真空袋内设置有与外界连通的通气结构；
9.步骤3、将步骤2得到的真空袋封装结构连带工装一起放入带有真空系统的加热装置中，调节加热装置的温度，直至热电偶显示的温度为胶膜热破温度，反复抽放真空，声衬阵列孔内的胶膜破裂；
10.步骤4、将所述步骤3的真空袋封装结构连带工装取出，拆掉真空袋及热电偶；然后通过胶膜将第二面板安装在蜂窝芯的另一端面上，并进行固化处理，得到蜂窝夹层结构声衬壁板。
11.本发明公开了一种蜂窝夹层结构声衬壁板的新型制备方法，制备过程中，首先通过在一个面板上钻制声衬阵列孔；然后再使用胶膜将蜂窝芯与面板粘接在一起，在合适的温度下，通过反复抽真空然后通大气的方法，在蜂窝芯内外形成压力差，使得胶膜在压力差
下在面板的声衬孔处破开，胶膜热破后由于表面张力胶膜则粘在面板上，声衬陈列孔处则无胶膜，从而达到在欲胶接时胶膜热破并形成通孔，整个制备过程中，既不损伤蜂窝芯，也不会污染胶膜对后续的胶接质量产生影响。整个施工工艺在带有真空系统的加热装置中即可完成，设备要求低，便于控制，成品质量高，便于广泛推广使用。
12.进一步的，所述胶膜为无织物(载体)胶膜。
13.进一步的，所述步骤1中，还包括对第一面板使用打磨或者吹砂的方法进行表面处理，清洁干净晾干后待用；对待胶接的蜂窝芯清洁并晾干。
14.进一步的，所述步骤2中，将真空袋套住第一面板及蜂窝芯之前，在第一面板的顶面依次铺放有孔隔离膜、透气毡，并在透气毡上放置真空嘴。其中，所述通气结构为真空嘴。在第一面板上设置上透气毡，更有利于真空袋抽真空的效率。
15.进一步的，所述步骤3中的带有真空系统的加热装置为热压罐或者烘箱。
16.进一步的，所述步骤3中，反复抽放真空2-5次。在合适的温度控制下，反复抽真空2-5次即可将胶膜产生破裂，操作更方便。反复抽真空次数过多还没有将胶膜弄破，后续就难以将胶膜弄破了。优选地，所述步骤3中，反复抽放真空2-3次。
17.进一步的，所述步骤3中，胶膜热破温度是通过测试胶膜的粘温曲线、粘时曲线进行确定的。
18.由于胶膜与钻有阵列孔的面板粘接过程中，不能保证面板上对应的阵列孔处出现胶膜破裂。本技术通过测试胶膜的粘温曲线和粘时曲线进行确定胶膜热破温度。在较低粘度下，给胶膜一个加热温度，胶膜微观下具有了一定的流动性，在一定的时间内还不会固化，使得胶膜在反复抽放真空2-5次即可将阵列孔的胶膜破裂，操作方便，成功率高，不需要额外的设备是胶膜热破。温度设置过低，加热后，胶膜微观流动性变化不大，通过真空压力差来破坏胶膜难以实现。但是温度过高的话，，在反复抽真空过程中，胶膜粘度会有所增大，容易固化，难以实现胶膜的破裂。
19.进一步的，胶膜热破温度主要通过以下方法确定得到：
20.步骤s1、测试步骤1中所用胶膜(3)粘温曲线，截取低粘度区域的温度段。
21.步骤s2、选取低粘度区温度段的若干个温度点值，并对达到若干个温度点的胶膜进行流变测试，得到粘时曲线，根据粘时曲线，任选一个粘度升高前对应时间≥30min的温度点值作为胶膜热破温度。
22.时间过短，在较短的时间内会产生再次固化，不能反复多次抽放真空，不能使胶膜上下反复形成压力差，从而无法实现胶膜的破裂。
23.进一步的，所述步骤s2中，选取低粘度区域温度段中，从低温到高温分别选取至少3个温度点进行流变测试，得出粘时曲线。
24.进一步的，任选一个粘度升高前对应时间≥40min的温度点值作为胶膜热破温度。
25.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
26.本发明公开了一种蜂窝夹层结构声衬壁板的新型制备方法，制备过程中，首先通过在一个面板上钻制声衬阵列孔；然后再使用胶膜将蜂窝芯与面板粘接在一起，在合适的温度下，通过反复抽真空然后通大气的方法，在蜂窝芯内外形成压力差，使得胶膜在压力差下在面板的声衬孔处破开，胶膜热破后由于表面张力胶膜则粘在面板上，声衬陈列孔处则无胶膜，从而达到在预胶接时胶膜热破并形成通孔，整个制备过程中，既不损伤蜂窝芯，也
不会污染胶膜对后续的胶接质量产生影响。整个施工工艺在带有真空系统的加热装置中即可完成，设备便于控制，成品质量高，便于广泛推广使用。
附图说明
27.图1是实施例1中第一面板的结构示意图。
28.图2是实施例1中真空封装结构连带工装的结构示意图。
29.图3是实施例1中蜂窝夹层结构声衬壁板的结构示意图。
30.图4是实施例1中100℃时胶膜的粘时曲线。
31.图标：1-第一面板；11-声衬阵列孔；12-有孔隔离膜；13-透气毡；14-真空嘴；2-第二面板；3-胶膜；4-蜂窝芯；5-工装；6-热电偶；7-真空袋。
具体实施方式
32.下面结合附图，对本发明作详细的说明。
33.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
34.实施例1
35.选用ea9658 060uns aero固化温度为180℃的无织物胶膜。
36.制备蜂窝夹层结构声衬壁板包括以下步骤：
37.步骤1、准备第一面板1和第二面板2，并在第一面板1上钻制声衬阵列孔11；如图1所示，对第一面板1使用打磨或者吹砂的方法进行表面处理，清洁干净晾干后待用；对待胶接的蜂窝芯4清洁并晾干。将胶膜3粘接在所述第一面板1的底面上，然后将蜂窝芯4的顶面粘接在所述胶膜3上；
38.步骤2、第一面板1在上，蜂窝芯4在下放置在工装5上；安放热电偶6，热电偶6与胶膜3接触；在第一面板1的顶面依次铺放有孔隔离膜12、透气毡13，并在透气毡13上放置真空嘴14。将真空袋7套住第一面板1及蜂窝芯4，并将真空袋7的边缘与工装5进行密封处理；如图2所示。
39.步骤3、将步骤2得到的真空袋封装结构连带工装5一起放入带有真空系统的热压罐中，调节加热装置的温度，直至热电偶6显示的温度为胶膜热破温度，反复抽放真空3次，声衬阵列孔11内的胶膜全部破裂；
40.步骤4、将所述步骤3的真空袋封装结构连带工装5从热压罐或带有真空系统的烘箱中取出，拆掉真空袋7及热电偶6；然后通过胶膜3将第二面板2安装在蜂窝芯4的另一端面上，并进行固化处理，得到蜂窝夹层结构声衬壁板。其中，第二面板2也可以采用预浸料直接铺叠在胶膜上面，采用共胶接的方式固化形成。如图3所示。
41.其中，采用流变仪测试胶膜的流变，得到粘温曲线，然后，胶膜热破温度通过测试粘度值较低区域的温度80℃，90℃，100℃的粘时曲线，发现在100℃时胶膜的粘度出现降低的情况，且粘度较低220pa.s时间为30分钟，可以在此温度下进行反复抽真空使胶膜热破。因此确定在100℃下进行胶膜热破，按照步骤3反复抽真空3次后胶膜出现完全热破的情况。
42.100℃的粘时曲线如图4所示。
43.本发明公开了一种蜂窝夹层结构声衬壁板的新型制备方法，制备过程中，首先通过在一个面板上钻制声衬阵列孔；然后再使用胶膜将蜂窝芯与面板粘接在一起，在合适的温度下，通过反复抽真空然后通大气的方法，在蜂窝芯内外形成压力差，使得胶膜在压力差下在面板的声衬孔处破开，胶膜热破后由于表面张力胶膜则粘在面板上，声衬陈列孔处则无胶膜，从而达到在预胶接时胶膜热破并形成通孔，整个制备过程中，既不损伤蜂窝芯，也不会污染胶膜对后续的胶接质量产生影响。整个施工工艺在带有真空系统的加热装置中即可完成，设备要求低，便于控制，成品质量高，便于广泛推广使用。
44.对比例1
45.对比例1采取了实施例1相同的胶膜进行实施例1相同的制备过程，不同之处在于，实施例2改变了胶膜热破温度为90℃。根据粘时曲线，90℃时，粘度升高前对应的时间为20min，对比例1中反复抽真空10次阵列孔中的胶膜，不能全部热破，时间过短，在较短的时间内会产生再次固化，反复多次抽放真空，无法实现胶膜的破裂。
46.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。