[发明专利]纤维增强复合材料点阵夹芯板的模具及湿法制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种纤维复合材料点阵夹芯板的模具及利用该模具制备纤维复合材料点阵夹 芯板的工艺。

背景技术

纤维增强复合材料与金属材料相比，具有更高的比强度和比刚度。现有的研究点阵夹芯 板结构使用的材料大部分都是金属材料，其制备方法为基于金属丝编织工艺基础之上的网系 叠层点焊方法、熔模铸造工艺和基于微接触印刷技术基础上的扎制-电镀焊接工艺。现有的 金属材料点阵夹芯板成形困难，而复合材料点阵夹芯板与传统金属点阵夹芯板相比较具有更 高的比强度、比刚度，更容易成型且具有更强的可设计性。但是，目前没有专门制作纤维增 强复合材料点阵夹芯板的模具以及利用该模具制备纤维增强复合材料点阵夹芯板的湿法工艺 。

发明内容

本发明的目的是为解决目前没有专门制作纤维增强复合材料点阵夹芯板的模具以及利用 该模具制备纤维增强复合材料点阵夹芯板的湿法工艺的问题，进而提供了一种纤维增强复合 材料点阵夹芯板的模具及湿法制备工艺。

本发明的纤维增强复合材料点阵夹芯板的模具包括多个模具单体和两个固定条，每个模 具单体的横截面为非等腰梯形，每个模具单体的一个斜面上开有多对第一半圆形通孔且第一 半圆形通孔与模具单体的上下表面相连通，每对第一半圆形通孔呈八字形设置，多对第一半 圆形通孔的中心线与水平线的夹角均相等，每个模具单体的另一个斜面上与每对第一半圆形 通孔对应位置处开有第二半圆形通孔，第二半圆形通孔的中心线与对应的一对第一半圆形通 孔的对称线构成的平面与模具单体的横截面平行设置，多个模具单体一正一倒相间平铺设置 构成平板状，相邻的两个模具单体上的多对第一半圆形通孔形成多对第一圆形通孔，相邻的 两个模具单体上的多个第二半圆形通孔形成多个第二圆形通孔，第一圆形通孔与第二圆形通 孔的直径相同，多个模具单体设置在两个固定条之间，模具单体的材料为硅橡胶。

本发明的制备纤维增强复合材料点阵夹芯板湿法工艺是按照以下步骤实现的：

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：用夹具将模具固定；

步骤三、卷制纤维柱：用预浸料卷制纤维柱，保持纤维方向与纤维柱的轴向相同，卷制 的纤维柱的直径与第一圆形通孔和第二圆形通孔的直径相同，卷制的纤维柱的数量为第一圆 形通孔的数量与第二圆形通孔的数量之和，卷制的纤维柱的长度比第一圆形通孔和第二圆形 通孔的长度长40～50mm，然后将卷制的纤维柱塞进相应的第一圆形通孔和第二圆形通孔内， 每个卷制的纤维柱两端均露出模具的上下表面20～25mm；

步骤四、铺放纤维预浸料：在模具的上下表面铺放纤维预浸料，在铺设过程中将模具上 下表面露出的纤维柱沿纤维柱长度方向向两侧劈开，将劈开的纤维柱预埋在模具上下表面的 预浸料内，形成纤维增强复合材料点阵夹芯板坯；

步骤五、产品固化：将纤维增强复合材料点阵夹芯板坯和模具放在液压机上加温固化， 使纤维预浸料的上下面和液压机的上下压面充分接触，固化温度为130～140℃，压力保持时 间为2.5～3.5小时；

步骤六、脱模：拆下夹具，然后将每个模具单体沿长度方向抽出，即制得纤维增强复合 材料四面体点阵夹芯板。

本发明的有益效果是：本发明的纤维增强复合材料点阵夹芯板的模具采用多个硅橡胶模 具单体平铺设置构成平板状，并且相邻的两个模具单体上的多对第一半圆形通孔形成多对第 一圆形通孔，相邻的两个模具单体上的多个第二半圆形通孔形成多个第二圆形通孔，可以制 作出纤维增强复合材料点阵夹芯板，本发明的纤维增强复合材料点阵夹芯板的模具的结构简 单、成本低廉、操作方便；本发明的制备纤维增强复合材料点阵夹芯板湿法工艺根据纤维增 强复合材料容易成型的特点，在铺设过程中将模具上下表面露出的纤维柱沿纤维柱长度方向 向两侧劈开，将劈开的纤维柱预埋在模具上下表面的预浸料内，使模具上下表面铺设的纤维 布通过点阵结构排列的纤维柱固接为一体，制得的纤维增强复合材料点阵夹芯板与传统金属 点阵夹芯板相比，具有更高的比强度和比刚度。

附图说明

图1本发明的纤维增强复合材料点阵夹芯板的模具的立体图，图2是本发明的模具单体的 立体图。

具体实施方式