CN101885214A - 一种制备金字塔型复合材料点阵夹芯板的混合模具 - Google Patents

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吴林志
殷莎
马力
李明
王兵
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Harbin Institute of Technology
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Abstract

一种制备金字塔型复合材料点阵夹芯板的混合模具，它涉及一种制备复合材料点阵夹芯板的混合模具。本发明解决了现有的刚性模具成型的金字塔型复合材料点阵夹芯板存在力学性能差的问题。本发明的多个第一单体和多个第二单体一正一倒相间平铺设置构成平板，第一单体的第一异形模块的第一半圆形通孔与相邻的第二单体中的第二异形模块的第二半圆形通孔形成圆形通孔；平板的两侧各设置有一个边板，由边板上的多个第三半圆形通孔与相邻第一单体上的多个第一半圆形通孔组合构成多个第二圆形通孔，平板状模的两端各固定装配有一个夹板，每个第一圆形通孔和每个第二圆形通孔内均配合安装有一个热膨胀芯模。本发明用于金字塔型复合材料点阵夹芯板的成形。

Description

一种制备金字塔型复合材料点阵夹芯板的混合模具
技术领域
本发明涉及一种制备复合材料点阵夹芯板的混合模具。
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。现有的点阵夹芯板结构使用的材料绝大多数都是金属材料，其制备方法有网系叠层点焊方法、冲压折叠工艺和挤出工艺。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，且具有更强的可设计性。金字塔型复合材料点阵夹芯板是一类新型的点阵夹芯结构，以往的成型办法是基于组合较复杂的刚性模具成型，无法对芯子中的杆件施加成型所需的压力，所制得的杆件易发生劈裂，并且该组合模具易错位，故在脱模时容易对杆件的中部造成损伤，这些都降低了金字塔构型复合材料点阵夹芯结构的力学性能。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的刚性模具成型的金字塔型复合材料点阵夹芯板存在力学性能差的问题，进而提供一种制备金字塔型复合材料点阵夹芯板的混合模具。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明的一种制备金字塔型复合材料点阵夹芯板的混合模具由多个第一单体、多个第二单体、两个边板、两个夹板和多个热膨胀芯模组成，每个第一单体的横截面形状为梯形，第二单体的横截面形状为梯形，每个边板的横截面形状为直角梯形；
每个第一单体由第一梯形模块和两个第一异型模块组成，两个第一异型模块对称固定配合在第一梯形模块的两个斜面上，两个第一异型模块远离的两个斜面上均加工多对沿斜面宽度方向贯通的第一半圆形通孔，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第一异形模块底棱边的夹角均相等；
每个第二单体由第二梯形模块和两个第二异型模块组成，两个第二异型模块对称固定配合在第二梯形模块的两个斜面上，两个第二异型模块远离的两个斜面上均加工多对沿斜面宽度方向贯通的第二半圆形通孔，每对第二半圆形通孔呈八字形设置，多对第二半圆形通孔的中心线与第二异形模块底棱边的夹角均相等；
将多个第一单体和多个第二单体一正一倒相间平铺设置构成平板，第一单体的第一异形模块的第一半圆形通孔与相邻的第二单体中的第二异形模块的第二半圆形通孔形成圆形通孔；平板的两侧各设置有一个边板，在每个边板的斜面上与其相邻第一单体的多个第一半圆形通孔相对应位置处加工多个第三半圆形通孔，由边板上的多个第三半圆形通孔与相邻第一单体上的多个第一半圆形通孔一一对应组合构成多个第二圆形通孔，第一圆形通孔与第二圆形通孔的孔径相等，边板上的斜面与相邻第一单体上的斜面相吻合，第一单体和边板可拆卸连接；
多个第一单体、多个第二单体和两个边板通过夹板固定装配组合形成平板状模，每个第一圆形通孔和每个第二圆形通孔内均配合安装有一个热膨胀芯模。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明的混合模具结构简单合理，使脱模变得更加容易，且不易对杆件造成损伤。热膨胀芯模配合安装在每个第一圆形通孔和每个第二圆形通孔内，当混合模具受热时，热膨胀芯模热膨胀而产生变形，但同时受到外面变形小的组合模具的约束，从而对圆形通孔内纤维复合材料施加成型压力。本发明的混合模具成本低、能重复使用，组装和拆卸方便，该混合模具可对芯子中的杆件施加成型所需压力，能够一体化成型金字塔型复合材料点阵夹芯板。
附图说明
图1本发明的混合模具的结构立体图(为了简明图中省略了多个热膨胀芯模7)，图2是本发明的混合模具的第一单体1的立体图，图3是本发明的混合模具的第二单体2的立体图，图4是本发明的混合模具的边板3的立体图，图5是本发明的热膨胀芯模7的立体图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1-图5说明本实施方式，本实施方式的一种制备金字塔型复合材料点阵夹芯板的混合模具由多个第一单体1、多个第二单体2、两个边板3、两个夹板4和多个热膨胀芯模7组成，每个第一单体1的横截面形状为梯形，第二单体2的横截面形状为梯形，每个边板3的横截面形状为直角梯形；
每个第一单体1由第一梯形模块1-1和两个第一异型模块1-2组成，两个第一异型模块1-2对称固定配合在第一梯形模块1-1的两个斜面上，两个第一异型模块1-2远离的两个斜面上均加工多对沿斜面宽度方向贯通的第一半圆形通孔1-2-1，每对第一半圆形通孔1-2-1呈八字形设置，多对第一半圆形通孔1-2-1的中心线与第一异形模块1-2底棱边的夹角均相等；
每个第二单体2由第二梯形模块2-1和两个第二异型模块2-2组成，两个第二异型模块2-2对称固定配合在第二梯形模块2-1的两个斜面上，两个第二异型模块2-2远离的两个斜面上均加工多对沿斜面宽度方向贯通的第二半圆形通孔2-2-1，每对第二半圆形通孔2-2-1呈八字形设置，多对第二半圆形通孔2-2-1的中心线与第二异形模块2-2底棱边的夹角均相等；
将多个第一单体1和多个第二单体2一正一倒相间平铺设置构成平板，第一单体1的第一异形模块1-2的第一半圆形通孔1-2-1与相邻的第二单体2中的第二异形模块2-2的第二半圆形通孔2-2-1形成圆形通孔5；平板的两侧各设置有一个边板3，在每个边板3的斜面上与其相邻第一单体1的多个第一半圆形通孔1-2-1相对应位置处加工多个第三半圆形通孔3-1，由边板3上的多个第三半圆形通孔3-1与相邻第一单体1上的多个第一半圆形通孔1-2-1一一对应组合构成多个第二圆形通孔6，第一圆形通孔5与第二圆形通孔6的孔径相等，边板3上的斜面与相邻第一单体1上的斜面相吻合，第一单体1和边板3可拆卸连接；
多个第一单体1、多个第二单体2和两个边板3通过夹板4固定装配组合形成平板状模，每个第一圆形通孔5和每个第二圆形通孔6内均配合安装有一个热膨胀芯模7。
具体实施方式二：本实施方式的热膨胀芯模7由聚甲基丙烯酰胺泡沫或硅橡胶制成。采用聚甲基丙烯酰亚胺泡沫制成的热膨胀芯模7，在脱模时可将热膨胀芯模7保留在芯板中，这样的结构抗冲击性能更高，采用硅橡胶制成的热膨胀芯模7，在脱模时须将热膨胀芯模7挤出。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

Claims (2)

1.一种制备金字塔型复合材料点阵夹芯板的混合模具，其特征在于：混合模具由多个第一单体(1)、多个第二单体(2)、两个边板(3)、两个夹板(4)和多个热膨胀芯模(7)组成，每个第一单体(1)的横截面形状为梯形，第二单体(2)的横截面形状为梯形，每个边板(3)的横截面形状为直角梯形；
每个第一单体(1)由第一梯形模块(1-1)和两个第一异型模块(1-2)组成，两个第一异型模块(1-2)对称固定配合在第一梯形模块(1-1)的两个斜面上，两个第一异型模块(1-2)远离的两个斜面上均加工多对沿斜面宽度方向贯通的第一半圆形通孔(1-2-1)，每对第一半圆形通孔(1-2-1)呈八字形设置，多对第一半圆形通孔(1-2-1)的中心线与第一异形模块(1-2)底棱边的夹角均相等；
每个第二单体(2)由第二梯形模块(2-1)和两个第二异型模块(2-2)组成，两个第二异型模块(2-2)对称固定配合在第二梯形模块(2-1)的两个斜面上，两个第二异型模块(2-2)远离的两个斜面上均加工多对沿斜面宽度方向贯通的第二半圆形通孔(2-2-1)，每对第二半圆形通孔(2-2-1)呈八字形设置，多对第二半圆形通孔(2-2-1)的中心线与第二异形模块(2-2)底棱边的夹角均相等；
将多个第一单体(1)和多个第二单体(2)一正一倒相间平铺设置构成平板，第一单体(1)的第一异形模块(1-2)的第一半圆形通孔(1-2-1)与相邻的第二单体(2)中的第二异形模块(2-2)的第二半圆形通孔(2-2-1)形成圆形通孔(5)；平板的两侧各设置有一个边板(3)，在每个边板(3)的斜面上与其相邻第一单体(1)的多个第一半圆形通孔(1-2-1)相对应位置处加工多个第三半圆形通孔(3-1)，由边板(3)上的多个第三半圆形通孔(3-1)与相邻第一单体(1)上的多个第一半圆形通孔(1-2-1)一一对应组合构成多个第二圆形通孔(6)，第一圆形通孔(5)与第二圆形通孔(6)的孔径相等，边板(3)上的斜面与相邻第一单体(1)上的斜面相吻合，第一单体(1)和边板(3)可拆卸连接；
多个第一单体(1)、多个第二单体(2)和两个边板(3)通过夹板(4)固定装配组合形成平板状模，每个第一圆形通孔(5)和每个第二圆形通孔(6)内均配合安装有一个热膨胀芯模(7)。
2.根据权利要求1所述的一种制备金字塔型复合材料点阵夹芯板的混合模具，其特征在于：热膨胀芯模(7)由聚甲基丙烯酰亚胺泡沫或硅橡胶制成。
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