[发明专利]一体化制备多边形格栅空芯板的模具装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备仿生轻量型空芯板的模具和方法，尤其是涉及一种一 体化制备包括蜂窝及“蜂窝-小柱”芯在内的多边形格栅空芯板的模具和方法。

背景技术

目前，世界面临着三大严重问题：人口膨胀，环境恶化，资源短缺。因此开 发轻量型高强板材，可以有效地节省资源，从而也可以缓解环境恶化的问题。 对此，第一发明人等通过仿生手法，已经发明了一种中间为蜂窝芯的夹层强化 结构(专利号：ZL.03 1 16503.6)，该结构包括上、下层及中间层。其中，中间 层为多边形格栅芯(最典型的代表为蜂窝芯)，沿着格栅壁交汇处设有加强柱。 这是一种轻量型的仿生复合结构，具有这种结构的板材是一种优秀的生态节能 材料；可通过改变小柱的根数、小柱的分布，及多边形的形状达到多样化设计 的目的，以满足使用要求。整个结构可以是同一的材料，也可以是由纤维树脂 等组成的复合材料；该结构适用于工业，建筑业，及其航空航天器等的广泛领 域。但生物体本来的结构是非常巧妙和复杂的。现阶段还没有办法进行完全的 仿制。现实生活中，含蜂窝芯结构的材料基本上也是多体成型的，如就商品化 的铝芯或纸芯蜂窝板材而言，其成型工艺是蜂窝芯材单独成型，然后与上下层 板材通过粘结或镶嵌等工艺成型。因此不能一体化制作包括蜂窝芯在内的多边 形格栅空芯板。

发明内容

为了一体化制作多边形格栅空芯板，本发明的一个目的是提供一种一体化 制备多边形格栅空芯板的模具装置，本发明的另外一个目的是提供采用上述模 具装置制备多边形格栅空芯板，包括多边形格栅空芯曲面板的方法。本发明可 以一体化制备包括蜂窝及“蜂窝-小柱”芯在内的多边形格栅空芯板等复杂结 构，并且具有工艺简单，便于产业化生产等特点。

为了实现上述的第一个目的，本发明采用以下的技术方案：

一种一体化制备多边形格栅空芯板的模具装置，包括：阴模模具，在阴模 模具设有多个阳模模具，所述阳模模具包括可熔解、溶解或汽化的多边形柱体， 至少有一对相邻多边形柱体之间存在间隙。

为了实现上述的第二个目的，本发明采用以下的技术方案：

一种利用上述模具装置来制备一体化多边形格栅空芯板的方法，将空芯板 的材料(液体或粉状物或预成型物)注入或加入到模具装置中固化等处理，所 述的联接小柱的空腔形成空芯板的下层，空隙形成多边形格栅，多边形柱体的 上层形成空芯板的上层；通过加温熔解、汽化或者加溶解液除去将空芯板从阳 模模具中脱模。

本发明的结构明确，容易产业化，总体上可以得到轻量型，高强度的仿生 构造，因此，本发明是一种通过提高现行蜂窝板材技术含量增加经济效益的有 效方法。不仅如此，新型的“蜂窝-小柱”芯中空多边形格栅板可开辟更多的 应用领域。从而可以产生很高的经济效益。

附图说明

图1为本发明实施例1模具的结构示意图。

图2为图1中底框模具的结构示意图。

图3～图5为图1中的三种阳模模具的结构示意图。

图6为本发明实施例2制得的空芯板的剖面结构示意图。

图7是本发明阴模模具结构立体图。

具体实施方式

一种一体化制备多边形格栅空芯板的模具装置，包括：阴模模具1，在阴 模模具1设有多个阳模模具，所述阳模模具包括可熔解、溶解或汽化的多边形 柱体5，至少有一对相邻多边形柱体5之间存在间隙，在本实施例中，

在阴模模具1上设有定位口10，在多边形柱体5上设有定位柱体7，所 述定位柱体7被嵌入阴模模具1的定位口10中，在多边形柱体5与定位柱体 7之间设有联接小柱6，并且，联接小柱6的一端与多边形柱体5连接，联接 小柱6的另一端与定位柱体7连接，多边形柱体5为石蜡多边形柱体，多边形 柱体5采用正六棱柱体，定位柱体7、联接小柱6和多边形柱体5三者的横截 面外接圆同心，至少在一个多边形柱体5的至少一条棱的位置设置圆弧形凹 槽，本实施例还可以采用：在三个相邻的多边形柱体5的棱上分别设有圆弧形 凹槽8，三个圆弧形凹槽8拼合后构成一个圆孔12，阳模模具在阴模模具1 中呈阵列排列。

所述阴模模具1底框中设有垫板，阴模模具1的上面设有顶盖，垫板的 上表面与顶盖下表面均为曲面。