[发明专利]提高蜂窝夹层结构力学性能及减重效果的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高蜂窝夹层结构力学性能及减重效果的方法，属于复合材料成型领域。

背景技术

蜂窝夹层结构具有较高的减重效率，在航空领域，多种飞机结构件中都已广泛使用；在航天领域多种结构材料采用夹层结构可取得良好的减重效果；其他的民用或工业领域，可利用夹层结构作为隔音装置、防火隔板、列车减重地板等。

蜂窝夹层结构制造技术分湿法和干法两种。

（1）干法成型：采用二次固化，先将面板固化，然后在面板上铺一层胶膜或直接涂胶，铺上蜂窝后加热加压，使之固化成一体；该方法的缺点是蜂窝与面板粘接效果不好、生产周期长。

（2）湿法成型：采用一次固化，将蜂窝放于两个面板间，为增加蜂窝和面板间的粘接强度，常在蜂窝与面板连接处放一层未固化的胶膜或树脂膜，加压、固化成产品；以图1、图2、图3为例进行说明：

图1中，蜂窝夹层结构包括蜂窝01、第一个面板021、第二个面板022、胶膜03或树脂膜，胶膜03或树脂膜设于蜂窝01与第一个面板021、蜂窝01与第二个面板022间，其中，蜂窝壁011支撑第一个面板021和第二个面板022，蜂窝与面板连接处012为蜂窝01与第一个面板021、蜂窝01与第二个面板022的接触面。

如图2、图3所示，胶膜03附于蜂窝与面板连接处012，可以看出，即使胶膜03均匀附在面板02上，但蜂窝壁011与树脂接触宽度即为蜂窝壁011的壁厚宽度。这种粘接方式尽管有足够的树脂，如胶膜03，但附于蜂窝与面板连接处012的树脂极少，绝大部分树脂处于蜂窝与面板连接处012之外的面板02上。

湿法成型的方法优点是蜂窝和面板间粘接强度高，生产周期短，但在蜂窝与面板间加一层胶膜或树脂膜增加了蜂窝夹层结构的重量。因此，在某些减重效果要求极高的领域，如飞机机身结构，一般要求在固化蜂窝夹层结构时不允许使用胶膜或树脂膜。干法成型因其较差的蜂窝与面板粘接强度，一般不能用于这些领域；湿法成型不使用胶膜或树脂膜也会极大降低固化效果和蜂窝与面板粘接强度，而在湿法成型中不采用胶膜、通过提高面板的树脂含量则难以控制结构件的树脂流动并容易增加缺陷。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种提高蜂窝夹层结构力学性能及减重效果的方法，不采用胶膜或树脂膜一次固化蜂窝夹层结构，但同时提高蜂窝与面板的粘接强度，具备极佳的减重效果和力学性能。

本发明的技术解决方案是：

一种提高蜂窝夹层结构力学性能及减重效果的方法，采用如下步骤：

S1、将蜂窝其中一个与面板连接的框架面涂覆树脂；

S2、将步骤S1中已涂树脂的该与面板连接的框架面与第一个面板结合；

S3、将蜂窝的另一个与面板连接的框架面涂覆树脂；

S4、将步骤S3中已涂树脂的与面板连接的框架面与第二个面板结合；

S5、将所述与两个面板结合的蜂窝/面板组合件固化后，得到蜂窝夹层结构。

进一步地，所述第一个面板、第二个面板均采用复合材料预浸料层合板。

进一步地，具体为：

将蜂窝置于涂有厚约1~3mm范围内的均匀树脂层的柔性样板上，轻压10~20s，然后将蜂窝从柔性样板上移走，将蜂窝粘有树脂的框架接触面置于第一个面板上，轻压1~2min，待其结合紧密，得到在第一个面板的蜂窝与面板连接处形成有益的树脂形态；

将蜂窝和第一个面板翻转过来，将蜂窝的未连接面板的框架接触面置于涂有厚约1~3mm范围内的均匀树脂层的柔性样板上，轻压10~20s，然后将蜂窝和第一个面板从柔性样板上移走，使框架接触面放在第二个面板上，轻压1~2min，待其结合紧密，得到在第二个面板的蜂窝与面板连接处也形成有益的树脂形态，完成蜂窝夹层结构成型的连续操作。

本发明的有益效果是：使蜂窝与面板连接面粘接良好、减少树脂用量，从而达到极佳的减重效果并提高蜂窝夹层结构的力学性能，可用于对结构件有较高减重要求的航空航天领域，或其他有减重要求的领域。

附图说明

图1是蜂窝夹层结构的示意图；

图2是蜂窝与面板连接的框架面的结构示意图；

图3是现有技术中面板的树脂分布示意图；

图4是将蜂窝与第一个面板连接的框架面涂覆树脂的示意图；

图5是将蜂窝与第二个面板连接的框架面涂覆树脂的连续示意图；

图6是利用实施例得到的蜂窝与面板连接处的框架面及树脂分布示意图；

图7是实施例得到的蜂窝与面板连接处形成的有益的树脂形态的效果示意图。