CN101927571A - 一种制备四面体型复合材料点阵夹芯板的组合模具 - Google Patents

Abstract

一种制备四面体型复合材料点阵夹芯板的组合模具，它涉及一种制备四面体型复合材料点阵夹芯板的模具，本发明为解决现有四面体型复合材料点阵夹芯板成型方法采用的模具材质是硅橡胶，无法对芯子中的杆件施加成型所需的压力，降低了四面体构型复合材料点阵夹芯结构的力学性能的问题。每个单体的横截面形状为梯形，每个单体由梯形模块、斜槽模块和直槽模块组成，多个单体一正一倒相间平铺设置构成平板状，直槽模块的斜面与相邻边板上的斜面相吻合，每个圆形斜孔和每个圆形直孔内均分别设置一个热膨胀芯膜套，两个边板的外侧各设置有一个夹板，多个单体、两个边板和两个夹板之间通过连接元件固定。本发明用于制备四面体型复合材料点阵夹芯板。

Description

一种制备四面体型复合材料点阵夹芯板的组合模具

技术领域

本发明涉及一种制备四面体型复合材料点阵夹芯板的模具。

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。四面体型复合材料点阵夹芯板是一类新型的点阵夹芯结构，现有四面体型复合材料点阵夹芯板成型方法采用的是硅橡胶软模成型法，即模具材质是硅橡胶，制备该类硅橡胶模具的精度很难保证，从而使得芯子中的杆件横截面形状与预想差异很大；且软模成型过程中由于硅橡胶的热膨胀没有外在的约束，无法对芯子中的杆件施加成型所需的压力，这些缺点都降低了四面体型复合材料点阵夹芯结构的力学性能。

发明内容

本发明的目的是为解决现有四面体型复合材料点阵夹芯板成型方法采用的模具材质是硅橡胶，在软模成型过程中，由于硅橡胶的热膨胀没有外在的约束，无法对芯子中的杆件施加成型所需的压力，降低了四面体构型复合材料点阵夹芯结构的力学性能的问题，提供一种制备四面体型复合材料点阵夹芯板的组合模具。

本发明由多个单体、两个边板、两个夹板和多个热膨胀芯膜套构成，每个单体的横截面形状为梯形，且每个单体由梯形模块、斜槽模块和直槽模块组成，梯形模块的横截面形状为等腰梯形，斜槽模块和直槽模块分别设置在梯形模块的两个斜面上，斜槽模块的外侧斜面上设有多对沿该斜面宽度方向贯通的半圆形斜孔，每对半圆形斜孔呈八字形设置，每个半圆形斜孔的中心线与斜槽模块底边的夹角为45°～70°，直槽模块的外侧斜面上位于每对半圆形斜孔的中间位置上设有一个沿该斜面宽度方向贯通的第一半圆形直孔，多个单体1一正一倒相间平铺设置构成平板状，相邻两个单体1上的相对应的多对半圆形斜孔一一对应并组合构成多对圆形斜孔，每个边板的横截面形状为直角梯形，边板上的斜面上设有与直槽模块上的第一半圆形直孔正对的多个第二半圆形直孔，呈平板状设置的多个单体的两外侧斜面上各设置有一个边板，且单体1上的直槽模块的斜面与相邻边板上的斜面相吻合，边板上的多个第二半圆形直孔与相邻的直槽模块上的多个第一半圆形直孔一一对应组合构成多个圆形直孔，圆形斜孔与圆形直孔的孔径相等，每个圆形斜孔和每个圆形直孔内均分别设置一个热膨胀芯膜套，热膨胀芯膜套的外径均与圆形斜孔和圆形直孔的孔径相匹配，两个边板的外侧各设置有一个夹板，且多个单体、两个边板和两个夹板之间通过连接元件固定。

本发明的优点是：一、由于本发明的单体为刚性材料，在制备四面体型复合材料点阵夹芯板时，将模具与纤维柱组合的方式一体化成型四面体型复合材料点阵夹芯板，制备过程中，通过单体和热膨胀芯膜套可对纤维柱施加成型所需压力，因此，可以提高该四面体型复合材料点阵夹芯板的力学性能，与现有技术相比，四面体型复合材料点阵夹芯板的结构强度至少提高2倍。二、本发明使所形成的杆件纤维柱可以较精确的定位，且脱模时不易对纤维柱造成损伤。三、采用本发明模具制备出的四面体型复合材料点阵夹芯板与传统硅橡胶软模成型法相比较具有更高的比强度、比刚度。四、本发明的组合模具设计合理，成本低、能重复使用，组装和拆卸方便。

附图说明

图1是本发明的四面体型纤维增强复合材料点阵夹芯板的组合模具的立体图，图2是单体1的立体图，图3是边板2的立体图，图4是纤维柱5装在热膨胀芯膜套4内的立体图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～图4说明本实施方式，本实施方式由多个单体1、两个边板2、两个夹板3和多个热膨胀芯膜套4构成，每个单体1的横截面形状为梯形，且每个单体1由梯形模块1-1、斜槽模块1-2和直槽模块1-3组成，梯形模块1-1的横截面形状为等腰梯形，斜槽模块1-2和直槽模块1-3分别设置在梯形模块1-1的两个斜面上，斜槽模块1-2的外侧斜面上设有多对沿该斜面宽度方向贯通的半圆形斜孔1-2-1，每对半圆形斜孔1-2-1呈八字形设置，每个半圆形斜孔1-2-1的中心线与斜槽模块1-2底边的夹角α为45°～70°，直槽模块1-3的外侧斜面上位于每对半圆形斜孔1-2-1的中间位置上设有一个沿该斜面宽度方向贯通的第一半圆形直孔1-3-1，多个单体1一正一倒相间平铺设置构成平板状，相邻两个单体1上的相对应的多对半圆形斜孔1-2-1一一对应并组合构成多对圆形斜孔6，每个边板2的横截面形状为直角梯形，边板2上的斜面上设有与直槽模块1-3上的第一半圆形直孔1-3-1正对的多个第二半圆形直孔2-1，呈平板状设置的多个单体1的两外侧斜面上各设置有一个边板2，且单体1上的直槽模块1-3的斜面与相邻边板2上的斜面相吻合，边板2上的多个第二半圆形直孔2-1与相邻的直槽模块1-3上的多个第一半圆形直孔1-3-1一一对应组合构成多个圆形直孔7，圆形斜孔6与圆形直孔7的孔径相等，每个圆形斜孔6和每个圆形直孔7内均分别设置一个热膨胀芯膜套4，热膨胀芯膜套4的外径均与圆形斜孔6和圆形直孔7的孔径相匹配，两个边板2的外侧各设置有一个夹板3，且多个单体1、两个边板2和两个夹板3之间通过连接元件固定。每个单体1为刚性材质。本发明在使用时，将纤维柱5设置在热膨胀芯膜套4的内腔中，当模具受热时，热膨胀芯膜套4由于热膨胀而变形，同时，刚性模具和热膨胀芯膜套4内的纤维柱5几乎不变形，从而给纤维柱5施加上成型压力；纤维柱5的横截面形状与热膨胀芯膜套4内腔的横截面形状相同，且纤维柱5的外侧壁与热膨胀芯膜套4的内腔侧壁紧密配合，每个纤维柱5的两端外露在单体1的外面。

具体实施方式二：结合图4说明本实施方式，本实施方式的热膨胀芯膜套4由硅橡胶或聚甲基丙烯酰亚胺泡沫制成。上述材质使得热膨胀芯膜套4随着模具受热容易产生变形。其它组成与连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图4说明本实施方式，本实施方式的热膨胀芯膜套4的内腔横截面形状为圆形或方形。方形与圆形截面纤维柱的复合材料点阵夹芯结构在承受不同载荷时的结构效率不同，相同质量时方形截面纤维柱的复合材料点阵夹芯结构承载效率比带圆形截面纤维柱的复合材料点阵夹芯结构最大高出3％。其它组成与连接关系与具体实施方式一或二相同。

Claims (3)

1.一种制备四面体型复合材料点阵夹芯板的组合模具，其特征在于：所述组合模具由多个单体(1)、两个边板(2)、两个夹板(3)和多个热膨胀芯膜套(4)构成，每个单体(1)的横截面形状为梯形，且每个单体(1)由梯形模块(1-1)、斜槽模块(1-2)和直槽模块(1-3)组成，梯形模块(1-1)的横截面形状为等腰梯形，斜槽模块(1-2)和直槽模块(1-3)分别设置在梯形模块(1-1)的两个斜面上，斜槽模块(1-2)的外侧斜面上设有多对沿该斜面宽度方向贯通的半圆形斜孔(1-2-1)，每对半圆形斜孔(1-2-1)呈八字形设置，每个半圆形斜孔(1-2-1)的中心线与斜槽模块(1-2)底边的夹角(α)为45°～70°，直槽模块(1-3)的外侧斜面上位于每对半圆形斜孔(1-2-1)的中间位置上设有一个沿该斜面宽度方向贯通的第一半圆形直孔(1-3-1)，多个单体(1)一正一倒相间平铺设置构成平板状，相邻两个单体(1)上的相对应的多对半圆形斜孔(1-2-1)一一对应并组合构成多对圆形斜孔(6)，每个边板(2)的横截面形状为直角梯形，边板(2)上的斜面上设有与直槽模块(1-3)上的第一半圆形直孔(1-3-1)正对的多个第二半圆形直孔(2-1)，呈平板状设置的多个单体(1)的两外侧斜面上各设置有一个边板(2)，且单体(1)上的直槽模块(1-3)的斜面与相邻边板(2)上的斜面相吻合，边板(2)上的多个第二半圆形直孔(2-1)与相邻的直槽模块(1-3)上的多个第一半圆形直孔(1-3-1)一一对应组合构成多个圆形直孔(7)，圆形斜孔(6)与圆形直孔(7)的孔径相等，每个圆形斜孔(6)和每个圆形直孔(7)内均分别设置一个热膨胀芯膜套(4)，热膨胀芯膜套(4)的外径均与圆形斜孔(6)和圆形直孔(7)的孔径相匹配，两个边板(2)的外侧各设置有一个夹板(3)，且多个单体(1)、两个边板(2)和两个夹板(3)之间通过连接元件固定。

2.根据权利要求1所述一种制备四面体型复合材料点阵夹芯板的组合模具，其特征在于：所述热膨胀芯膜套(4)由硅橡胶或聚甲基丙烯酰亚胺泡沫制成。

3.根据权利要求1所述一种制备四面体型复合材料点阵夹芯板的组合模具，其特征在于：所述热膨胀芯膜套(4)的内腔横截面形状为圆形或方形。

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