[发明专利]一种曲面复合材料点阵结构及其制备方法

摘要

本发明公开了一种曲面复合材料点阵结构及其制备方法。本发明采用打捻的纤维束制备点阵芯子的纤维束单体，通过控制纤维束单体成型模具的圆角的曲率半径、重量轮的配比配重以及纤维束的捻度，减小了点阵芯子在成型过程中发生破坏的几率，有效地提高了纤维束单体成型后的力学性能；其次，可以实现具有复杂曲面的点阵结构的加工；再次，通过对加强点与面板连接面的细致设计，使得纤维束单体与面板直接连接的质量提高，提高了点阵纤维束单体与面板的粘接质量，从而提高了点阵结构的抗剪切的性能；最后，通过设计纤维束单体成型模具，合理的调节成型曲率半径、纤维束捻度等参数，可以制备出具有复杂曲面形状的点阵结构，且可以实现大规模生产。

主权项

一种曲面复合材料点阵结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：1)根据实际需要设计纤维束单体、外面板和内面板的曲率半径，并分别根据外面板和内面板的曲率半径设计加强点制备模具的曲率半径；2)根据纤维束捻度与纤维束抗弯刚度之间的关系，建立三角波形的纤维束单体在拐点处的圆角的曲率半径的最小值与捻度、配比重量之间的关系，并且据此设计纤维束单体成型模具的曲率半径，以及成型时的进给速度和配比重量；3)按照步骤1)中设计的曲率半径分别制备外面板、内面板和加强点制备模具；4)按照步骤2)中设计的捻度，把纤维束按照一个方向打捻；5)打捻好的纤维束浸满树脂；6)固定纤维束单体成型模具的下模，在打捻好的纤维束的一端按照步骤2)中设计的进给速度和配比重量悬挂重量轮，纤维束单体成型模具的上模向下运动与下模合模，通过上模和下模之间的夹持力，对纤维束成型，形成具有一定曲率半径的三角波形的纤维束单体；7)将成型的两根纤维束单体的一侧的相对应的拐点，同时放在一个加强点制备模具的盲孔里，并在加强点制备模具的盲孔中注入高分子聚合物，固化形成加强点，将两个纤维束单体连接，点阵芯子成型后调节温度，去除加强点制备模具，形成点阵芯子；8)点阵芯子通过加强点分别与外面板和内面板连接，形成具有曲面的复合材料点阵结构。