板200，蜂窝夹芯板200自上而下依次由上面层20、蜂窝夹芯21以及下面层22组成，外覆增强层100贴附于上面层20和下面层22上的远离蜂窝夹芯21的一侧，换言之，外覆增强层100贴附于上面层20的上表面和下面层22的下表面，也就是说，外覆增强层100贴附于上面层20和下面层22上的不与蜂窝夹芯22接触的一侧的表面上，其中，蜂窝夹芯板200为3D打印蜂窝夹心板，即蜂窝夹芯板200是采用3D打印技术制备得到，外覆增强层100为纤维增强复合材料层，即外覆增强层100为采用纤维增强复合材料制成。发明人发现，采用3D打印技术得到的蜂窝夹芯板虽然具有质量轻、比刚度和比模量高的特性，但是由于逐层打印、堆叠成型的制造过程，使得所得的蜂窝夹芯板结构很难致密，尤其层与层之间可能存在孔隙等缺陷，从而削弱了层间强度和面层的拉压强度，而这些缺陷致使所得蜂窝夹芯板的承载能力显著下降，而发明人通过大量实验意外发现，通过在蜂窝夹芯板的上面层和下面层贴附由纤维增强复合材料制成的外覆增强层，并且由于纤维增强复合材料制成的外覆增强层轻质高强，由此可以在保留原结构轻质优势的同时，大幅提高蜂窝夹芯板的承载能力，同时该增强方式灵活可靠，可以适用于不同外形3D打印的蜂窝夹芯板，并且施工方便快捷且对生产使用影响较小，另外所得复合蜂窝夹芯板具有优异的耐腐蚀和热加工性能。
[0025]根据本实用新型的实施例，纤维增强复合材料的具体材质并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个实施例，纤维增强复合材料可以为选自玻璃纤维增强复合材料、碳纤维增强复合材料、芳纶纤维增强复合材料和玄武岩纤维增强复合材料中的至少一种。发明人发现，采用本实用新型的复合材料制成的外覆增强层可以显著优于其他类型在保留纤维增强复合材料轻质优势的同时，进一步提高蜂窝夹芯板的承载能力。
[0026]根据本实用新型的实施例，外覆增强层100的形成方式并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型一个实施例，外覆增强层可以采用手糊、板材粘贴、预浸真空固化和真空灌注中的至少一种方式形成。发明人发现，采用该方式制成的外覆增强层结构致密，从而可以进一步提高蜂窝夹芯板的承载能力。
[0027]根据本实用新型的实施例，外覆增强层100的厚度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际承力需要进行选择，具体可以通过调整纤维铺层数、铺层角度等来调整外覆增强层的厚度，从而通过结构分析确定，实现结构优化设计。
[0028]参考图2，根据本实用新型的实施例，蜂窝夹芯21可以具有多个孔格23，如图2所示，每一个孔格23上下贯通，根据本实用新型的具体实施例，孔格23的截面可以呈圆形、椭圆形、六边形、菱形、矩形和三角形中的至少一种，即孔格23的平面投影可以为圆形、椭圆形、六边形、菱形、矩形或三角形。由此，可以根据实际需要对蜂窝夹芯进行自由设计，从而满足不同承力的需求。根据本实用新型的实施例，多个孔格23的尺寸、壁厚可以相同或不同。本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如，如果蜂窝夹芯板上某个位置需要承受较大的压力，则可以将该位置的孔格尺寸做的小一些或壁厚制备的厚一些，由此，可以通过灵活的调节孔格的边长和壁厚来提高孔格的分布密度，进而进一步提高蜂窝夹心板的承载能力。
[0029]根据本实用新型的实施例，上面层20和下面层22中的至少一个可以为曲面或平面。即上面层20和下面层22均可以为曲面、上面层20和下面层22均可以为平面、上面层20为曲面，而下面层22为平面或上面层20为平面、下面层22为曲面。由此，可以根据实际需要制备得到变曲率的复合蜂窝夹芯板，从而可以使得所得复合蜂窝夹芯板满足不同领域的承力需要。
[0030]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实用新型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。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0031]尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1.一种复合蜂窝夹芯板，其特征在于，包括: 外覆增强层；以及 蜂窝夹芯板，所述蜂窝夹芯板自上而下依次由上面层、蜂窝夹芯和下面层组成，所述外覆增强层贴附于所述上面层和下面层上的远离所述蜂窝夹芯的一侧， 其中，所述蜂窝夹芯板为3D打印蜂窝夹芯板，所述外覆增强层为纤维增强复合材料层。2.根据权利要求1所述的复合蜂窝夹芯板，其特征在于，所述蜂窝夹芯具有多个孔格。3.根据权利要求2所述的复合蜂窝夹芯板，其特征在于，所述孔格的截面呈圆形、椭圆形、六边形、菱形、矩形和三角形中的至少一种。4.根据权利要求3所述的复合蜂窝夹芯板，其特征在于，多个所述孔格的尺寸、壁厚相同或不同。5.根据权利要求1所述的复合蜂窝夹芯板，其特征在于，所述上面层和下面层中的至少一个为曲面或平面。
【专利摘要】本实用新型公开了一种复合蜂窝夹芯板，包括：外覆增强层；以及蜂窝夹芯板，所述蜂窝夹芯板自上而下依次由上面层、蜂窝夹芯和下面层组成，所述外覆增强层贴附于所述上面层和下面层上的远离所述蜂窝夹芯的一侧，其中，所述蜂窝夹芯板为3D打印蜂窝夹芯板，所述外覆增强层为纤维增强复合材料层。该复合蜂窝夹芯板可以满足作为承力结构的强度需求。
【IPC分类】B32B3/12, B32B33/00
【公开号】CN204820473
【申请号】CN201520412247
【发明人】冯鹏, 孟鑫淼
【申请人】清华大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年6月15日