CN101966764B - 采用激光切孔制备轻质点阵夹芯板的方法 - Google Patents

采用激光切孔制备轻质点阵夹芯板的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101966764B
CN101966764B CN 201010281190 CN201010281190A CN101966764B CN 101966764 B CN101966764 B CN 101966764B CN 201010281190 CN201010281190 CN 201010281190 CN 201010281190 A CN201010281190 A CN 201010281190A CN 101966764 B CN101966764 B CN 101966764B
Authority
CN
China
Prior art keywords
dot matrix
corrugated plating
battenboard
light dot
laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN 201010281190
Other languages
English (en)
Other versions
CN101966764A (zh
Inventor
吴林志
熊健
马力
殷莎
王明亮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Institute of Technology
Original Assignee
Harbin Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology filed Critical Harbin Institute of Technology
Priority to CN 201010281190 priority Critical patent/CN101966764B/zh
Publication of CN101966764A publication Critical patent/CN101966764A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101966764B publication Critical patent/CN101966764B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

一种轻质点阵夹芯板及采用激光切孔制备该板的方法，属于机械加工领域，本发明为解决传统方法成型的夹芯板结构性能差，且因其工艺问题不适于批量生产的问题。本发明轻质点阵夹芯板：将带孔的波纹板的上顶面与上面板固定在一起，带孔的波纹板的下底面与下面板固定在一起，带孔的波纹板的每个斜侧面上分布有一排通孔。采用激光切孔制备上述轻质点阵夹芯板的方法：一、对波纹板预处理；二、将波纹板水平放置在激光加工台上，并用卡具夹紧；三、启动激光切割设备，在波纹板的斜侧面上打孔，激光打孔方向与上顶面垂直，四、按设定程序在波纹板上打完孔后，将其与上、下面板固定在一起，完成轻质点阵夹芯板的制备。

Description

采用激光切孔制备轻质点阵夹芯板的方法
技术领域
本发明涉及一种采用激光切孔制备轻质点阵夹芯板的方法，属于机械加工领域。
背景技术
目前制备轻质点阵夹芯板主要有以下几种：对于金属材质的点阵夹芯板主要有轧制法、熔模铸造法两种；对于纤维增强复合材料材质的点阵夹芯板主要有模具热压法、组装模具法、纤维编织法、机械组装法。下面分别分析存在的问题
轧制法：由于金属材料在扎制过程中，存在一定的弹性变形，导致点阵芯子的节点往往不在一个平面上，而且通过轧制法制备的点阵结构节点面积比较小。
熔模铸造法：由于金属流动性不是太好，往往会对结构成型之后的质量有影响，而且熔模铸造法成本较高。
模具热压法：芯子部分不是整体成型，杆件不能施加足够的压力，而且杆件预埋在面板中，容易对面板造成初始损伤。
组装模具法：节点粘接面积太小。
纤维编织法：一方面对面板有损伤，另一方面纤维杆件比较细，不能充分发挥纤维增强的特点。
机械组装法：杆件在切削过程中，容易存在误差，这样嵌锁时容易给结构带来装配误差。
以上的几种方法成型的夹芯板结构性能差，且因其工艺问题而不适于批量生产。
发明内容
本发明目的是为了解决传统方法成型的夹芯板结构性能差，且因其工艺问题不适于批量生产的问题，提供了一种轻质点阵夹芯板及采用激光切孔制备该板的方法。
本发明的轻质点阵夹芯板包括带孔的波纹板、上面板和下面板，带孔的波纹板的上顶面与上面板固定在一起，带孔的波纹板的下底面与下面板固定在一起，带孔的波纹板的每个斜侧面上分布有一排通孔。
采用激光切孔制备上述轻质点阵夹芯板的方法：
步骤一、对待加工的波纹板进行预处理；
步骤二、将波纹板水平放置在激光加工台上，并用卡具固定夹紧；
步骤三、启动激光切割设备，在波纹板的斜侧面上打孔，激光打孔方向与上顶面垂直，
工艺参数为：激光输出功率为150w～400w，切割速度为0.5mm/s～5mm/s，保护气体压力为10kPa～30kPa，喷嘴高度为0.5mm～5mm，脉宽为0.5ms～4ms，重复频率为20Hz～60Hz，加工余量为0.1mm～0.5mm，
步骤四、按设定程序在波纹板上打完孔后，将所述孔的切割边缘的变质层磨掉，然后将其与上、下面板固定在一起，完成轻质点阵夹芯板的制备。
本发明的优点：全球首例将激光工艺用于复合材料点阵夹芯板工艺上来，因激光加工精度高，生产出来的夹芯板结构性能好；激光加工速度快，能批量生产夹芯板；激光加工无噪声，热输入量小，可以进行选择性加工和精密加工。
附图说明
图1是波纹板立体结构示意图；
图2是图1的A方向视图；
图3是图1的B方向视图；
图4是图1的C方向视图；
图5是实施方式二所述方法的打孔过程示意图；
图6是实施方式二所述方法打孔后的波纹板结构示意图；
图7是本发明轻质点阵夹芯板的结构示意图；
图8是图7所示夹芯板的孔为梯形时的侧视图；
图9是图6的俯视图；
图10是图7所示夹芯板的孔为圆形时的侧视图；
图11是图7所示夹芯板的孔为三角形时的侧视图；
图12是图7所示夹芯板的孔为长方形时的侧视图。
具体实施方式
具体实施方式：下面结合图7说明本实施方式，本实施方式一种轻质点阵夹芯板，它包括带孔的波纹板1、上面板2和下面板3，带孔的波纹板1的上顶面与上面板2固定在一起，带孔的波纹板1的下底面与下面板3固定在一起，带孔的波纹板1的每个斜侧面上分布有一排通孔。所述通孔在斜侧面上可以是均匀分布，也可以是不均匀分布，根据实际需要确定。
具体实施方式二：下面结合图1至图12说明本实施方式，本实施方式采用激光切孔制备实施方式一所述的轻质点阵夹芯板的方法，它包括以下步骤：
步骤一、对待加工的波纹板进行预处理；
步骤二、将波纹板水平放置在激光加工台上，并用卡具固定夹紧；
步骤三、启动激光切割设备，在波纹板的斜侧面上打孔，激光打孔方向与上顶面垂直，
工艺参数为：激光输出功率为150w～400w，切割速度为0.5mm/s～5mm/s，脉宽为0.5ms～4ms，重复频率为20Hz～60Hz，保护气体压力为10kPa～30kPa，喷嘴高度为0.5mm～5mm，加工余量为0.1mm～0.5mm，
步骤四、按设定程序在波纹板上打完孔后，将所述孔的切割边缘的变质层磨掉，然后将其与上、下面板固定在一起，完成轻质点阵夹芯板的制备。
波纹板的立体图如图1所示，它的A、B、C方向视图如图2、图3、图4所示。
波纹板的材质为纤维增强复合材料或金属材料，材质为纤维增强复合材料的波纹板通过热压模具制备，材质为金属材料的波纹板通过轧制模具制备。
执行步骤一，对波纹板进行预处理。
步骤一的预处理是指：打磨掉纤维增强复合材料的波纹板的多余树脂；或对金属材料的波纹板进行化学清洗或表面打磨。
执行步骤二，将所述波纹板放置在激光加工台上，并用卡具固定夹紧。
执行步骤三，进行激光打孔，打孔的方向为如图1所示的B方向，孔的形状由程序设定的激光运行轨迹决定，当激光运行轨迹为圆形时，打孔后夹芯板侧视图如图10所示；当激光运行轨迹为三角形时，打孔后夹芯板侧视图如图11所示；当激光运行轨迹为长方形时，打孔后夹芯板侧视图如图12所示；当激光运行轨迹为梯形时，打孔后夹芯板侧视图如图8所示，具体应用的形状根据实际情况决定，这里不一一列举。
打孔的过程如图5所示，打孔后的波纹板如图6所示。
执行步骤四，将打完孔的波纹板与上、下面板固定在一起，形成的最终轻质点阵夹芯板如图7所示。
步骤四中所述的固定方式为焊接或粘接，具体为：
波纹板为金属材料，上、下面板为金属材料，固定方式为焊接；
波纹板为金属材料，上、下面板为纤维增强复合材料，固定方式为粘接；
波纹板为纤维增强复合材料，上、下面板为金属材料，固定方式为粘接；
波纹板为纤维增强复合材料，上、下面板为纤维增强复合材料，固定方式为粘接。
具体实施方式三：本实施方式与实施方式二的不同之处在于，激光输出功率为180w～300w，切割速度为1mm/s～3mm/s，脉宽为1ms～2ms，重复频率为20Hz～30Hz，保护气体压力为15kPa～25kPa，喷嘴高度为0.8mm～2mm，加工余量为0.1mm～0.3mm，其它结构和连接方式与实施方式二相同。
具体实施方式四：本实施方式与实施方式二的不同之处在于，激光输出功率为200w～280w，切割速度为1mm/s～2mm/s，脉宽为1.3ms～1.6ms，重复频率为22Hz～26Hz，保护气体压力为18kPa～22kPa，喷嘴高度为0.8mm～1.5mm，加工余量为0.2mm～0.3mm，其它结构和连接方式与实施方式二相同。
具体实施方式五：本实施方式与实施方式二的不同之处在于，激光输出功率为250w，切割速度为1.5mm/s，脉宽为1.4ms，重复频率为25Hz，保护气体压力为20kPa，喷嘴高度为1mm，加工余量为0.2mm，其它结构和连接方式与实施方式二相同。
具体实施方式六：本实施方式与实施方式二的不同之处在于，激光输出功率为200w，切割速度为2mm/s，脉宽为1.5ms，重复频率为30Hz，保护气体压力为25kPa，喷嘴高度为1.2mm，加工余量为0.15mm，其它结构和连接方式与实施方式二相同。
具体实施方式七：本实施方式与实施方式二的不同之处在于，激光输出功率为180w，切割速度为1mm/s，脉宽为1ms，重复频率为20Hz，保护气体压力为15kPa，喷嘴高度为0.8mm，加工余量为0.1mm，其它结构和连接方式与实施方式二相同。

Claims (9)

1.采用激光切孔制备轻质点阵夹芯板的方法，该方法涉及的轻质点阵夹芯板包括带孔的波纹板(1)、上面板(2)和下面板(3)，带孔的波纹板(1)的上顶面与上面板(2)固定在一起，带孔的波纹板(1)的下底面与下面板(3)固定在一起，带孔的波纹板(1)的每个斜侧面上分布有一排通孔，其特征在于，所述采用激光切孔制备轻质点阵夹芯板的方法包括以下步骤：
步骤一、对待加工的波纹板进行预处理；
步骤二、将波纹板水平放置在激光加工台上，并用卡具固定夹紧；
步骤三、启动激光切割设备，在波纹板的斜侧面上打孔，激光打孔方向与上顶面垂直，
工艺参数为：激光输出功率为150w～400w，切割速度为0.5mm/s～5mm/s，脉宽为0.5ms～4ms，重复频率为20Hz～60Hz，保护气体压力为10kPa～30kPa，喷嘴高度为0.5mm～5mm，加工余量为0.1mm～0.5mm，
步骤四、按设定程序在波纹板上打完孔后，将所述孔的切割边缘的变质层磨掉，然后将带孔的波纹板其与上、下面板固定在一起，完成轻质点阵夹芯板的制备。
2.根据权利要求1所述的采用激光切孔制备轻质点阵夹芯板的方法，其特征在于，波纹板的材质为纤维增强复合材料或金属材料，材质为纤维增强复合材料的波纹板通过热压模具制备，材质为金属材料的波纹板通过轧制模具制备。
3.根据权利要求2所述的采用激光切孔制备轻质点阵夹芯板的方法，其特征在于，步骤一的预处理是指：打磨掉纤维增强复合材料的波纹板的多余树脂；或对金属材料的波纹板进行化学清洗或表面打磨。
4.根据权利要求1所述的采用激光切孔制备轻质点阵夹芯板的方法，其特征在于，步骤四中波纹板与上、下面板采用粘接或焊接的方式固定在一起。
5.根据权利要求1所述的采用激光切孔制备轻质点阵夹芯板的方法，其特征在于，激光输出功率为180w～300w，切割速度为1mm/s～3mm/s，脉宽为1ms～2ms，重复频率为20Hz～30Hz，保护气体压力为15kPa～25kPa，喷嘴高度为0.8mm～2mm，加工余量为0.1mm～0.3mm。
6.根据权利要求1所述的采用激光切孔制备轻质点阵夹芯板的方法，其特征在于，激光输出功率为200w～280w，切割速度为1mm/s～2mm/s，脉宽为1.3ms～1.6ms，重复频率为22Hz～26Hz，保护气体压力为18kPa～22kPa，喷嘴高度为0.8mm～1.5mm，加工余量为0.2mm～0.3mm。
7.根据权利要求1所述的采用激光切孔制备轻质点阵夹芯板的方法，其特征在于，激光输出功率为250w，切割速度为1.5mm/s，保护气体压力为20kPa，喷嘴高度为1mm，脉宽为1.4ms，重复频率为25Hz，加工余量为0.2mm。
8.根据权利要求1所述的一种采用激光切孔制备轻质点阵夹芯板的方法，其特征在于，激光输出功率为200w，切割速度为2mm/s，脉宽为1.5ms，重复频率为30Hz，保护气体压力为25kPa，喷嘴高度为1.2mm，加工余量为0.15mm。
9.根据权利要求1所述的一种采用激光切孔制备轻质点阵夹芯板的方法，其特征在于，激光输出功率为180w，切割速度为1mm/s，脉宽为1ms，重复频率为20Hz，保护气体压力为15kPa，喷嘴高度为0.8mm，加工余量为0.1mm。
CN 201010281190 2010-09-14 2010-09-14 采用激光切孔制备轻质点阵夹芯板的方法 Expired - Fee Related CN101966764B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010281190 CN101966764B (zh) 2010-09-14 2010-09-14 采用激光切孔制备轻质点阵夹芯板的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010281190 CN101966764B (zh) 2010-09-14 2010-09-14 采用激光切孔制备轻质点阵夹芯板的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101966764A CN101966764A (zh) 2011-02-09
CN101966764B true CN101966764B (zh) 2012-11-21

Family

ID=43546018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201010281190 Expired - Fee Related CN101966764B (zh) 2010-09-14 2010-09-14 采用激光切孔制备轻质点阵夹芯板的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101966764B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101968159B (zh) * 2010-09-14 2012-12-12 哈尔滨工业大学 采用线切割打孔制备轻质点阵夹芯板的方法
CN101954759B (zh) * 2010-09-14 2012-12-12 哈尔滨工业大学 采用电火花打孔制备轻质点阵夹芯板的方法
CN101961932B (zh) * 2010-09-14 2012-11-21 哈尔滨工业大学 采用机械钻孔制备轻质点阵夹芯板的方法
CN102303427B (zh) * 2011-07-12 2014-03-26 北京航空航天大学 双夹层对称多棱锥构型三维整体编织点阵复合材料及其制备方法
CN102358048B (zh) * 2011-08-03 2013-11-06 哈尔滨工业大学 一种金字塔点阵夹芯结构的制备工艺
CN106956492A (zh) * 2017-03-22 2017-07-18 哈尔滨工业大学 一种高性能热塑性复合材料点阵夹芯平板及其制备方法
CN113370614A (zh) * 2021-06-20 2021-09-10 西北工业大学 一种承载散热一体化x芯波纹壁方孔蜂窝及其制备方法
CN114179451B (zh) * 2021-12-15 2024-06-07 北京机科国创轻量化科学研究院有限公司 碳纤维复合材料波纹板的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5424113A (en) * 1993-06-23 1995-06-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Lattice core sandwich construction
CN101239513A (zh) * 2008-03-19 2008-08-13 哈尔滨工业大学 纤维增强金字塔形点阵夹芯板及其制备方法
CN101417386A (zh) * 2008-12-02 2009-04-29 北京航空航天大学 四棱锥金属点阵材料的制备方法
CN101954759A (zh) * 2010-09-14 2011-01-26 哈尔滨工业大学 一种轻质点阵夹芯板及采用电火花打孔制备该板的方法
CN101961932A (zh) * 2010-09-14 2011-02-02 哈尔滨工业大学 一种轻质点阵夹芯板及采用机械钻孔制备该板的方法
CN101968159A (zh) * 2010-09-14 2011-02-09 哈尔滨工业大学 一种轻质点阵夹芯板及采用线切割打孔制备该板的方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9921037B2 (en) * 2007-08-16 2018-03-20 University Of Virginia Patent Foundation Hybrid periodic cellular material structures, systems, and methods for blast and ballistic protection

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5424113A (en) * 1993-06-23 1995-06-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Lattice core sandwich construction
CN101239513A (zh) * 2008-03-19 2008-08-13 哈尔滨工业大学 纤维增强金字塔形点阵夹芯板及其制备方法
CN101417386A (zh) * 2008-12-02 2009-04-29 北京航空航天大学 四棱锥金属点阵材料的制备方法
CN101954759A (zh) * 2010-09-14 2011-01-26 哈尔滨工业大学 一种轻质点阵夹芯板及采用电火花打孔制备该板的方法
CN101961932A (zh) * 2010-09-14 2011-02-02 哈尔滨工业大学 一种轻质点阵夹芯板及采用机械钻孔制备该板的方法
CN101968159A (zh) * 2010-09-14 2011-02-09 哈尔滨工业大学 一种轻质点阵夹芯板及采用线切割打孔制备该板的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101966764A (zh) 2011-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101966764B (zh) 采用激光切孔制备轻质点阵夹芯板的方法
CN101961932B (zh) 采用机械钻孔制备轻质点阵夹芯板的方法
CN105346070B (zh) 一种金字塔型复合材料三维点阵夹芯结构的制备方法
CN101968159B (zh) 采用线切割打孔制备轻质点阵夹芯板的方法
CN101954759B (zh) 采用电火花打孔制备轻质点阵夹芯板的方法
CN105172162B (zh) 一种航空发动机复合材料风扇叶片成型模具
CN101700549A (zh) 减震器弹簧盘成型工艺及其反引伸成型模
CN101708638B (zh) 一种用于制备纤维增强金字塔点阵夹芯板芯子的组装模具
CN101045322B (zh) 装饰石材生产方法
CN106696312A (zh) 复合板材埋入成型工艺、复合板材及成型铣刀
CN103028623A (zh) 一次实现预应力锚具上下倒角成型的方法
CN115071038A (zh) 一种用于夹心复合材料的泡沫芯材的成型工装
CN110539182B (zh) 一种空腔尖劈状pmi泡沫结构件定位工装的使用方法
CN108466388B (zh) 一种洗衣机垫脚及其硫化加工模具和加工方法
JP2619225B2 (ja) コンクリート型枠及び該コンクリート型枠の製造方法
CN108688197A (zh) 一种风电叶片腹板免切割装置及其切割方法
CN217596852U (zh) 半导体领域研磨用陶瓷基金刚石磨轮研磨块的成型模具
CN212494880U (zh) 曲柄加工用四序级进组合模
CN201295753Y (zh) 快速切除粉末注射成型零件浇口的工装
CN220883100U (zh) 一种轻型碳纤维复合材料弹翼模具
CN203045903U (zh) 一种榫槽切割锯片
CN209935645U (zh) 省力的铁片成型模具
CN214442298U (zh) 一种重卡汽车车头防虫网一次冲孔成型模具
CN217054374U (zh) 一种建筑工程预应力混凝土施工装置
EP4201628A1 (en) Method for manufacturing a preform element, method for manufacturing a rotor blade, preform element, rotor blade, wind turbine and mold

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20121121

Termination date: 20140914

EXPY Termination of patent right or utility model