CN103302908A - 点阵夹芯板的芯材及挤压嵌锁制造方法 - Google Patents

Abstract

点阵夹芯板的芯材及挤压嵌锁制造方法，它涉及一种夹芯板的芯材及其制造方法。本发明的目的是为了解决现有的点阵夹芯板的芯材制备工艺复杂、成本高和难于批量生产的问题。方案一：每个连接条由多个‘X’形单元顺次连接制成一体，‘X’形单元的交点处上方开有槽口，两组连接条垂直设置且通过槽口卡接；方案二：每个连接条包括多个‘V’形单元和多个连接体，两组中的连接条通过第一槽口和连接体上的槽口卡接；方案三：挤压出连接板；将步骤一中的连接板切割成等厚度的连接条；两组连接条垂直设置且通过槽口卡接；方案四与方案三的不同点在于两组中的连接条通过第一槽口和连接体上的槽口卡接。本发明用于制备点阵夹芯板。

Description

点阵夹芯板的芯材及挤压嵌锁制造方法

技术领域

本发明涉及夹芯板的芯材及其制造方法。

背景技术

目前，制备金属点阵夹芯结构板主要有以下几种方法：熔模铸造法、冲压折叠钎焊法、金属丝编织法、拉挤放电切割法。下面分别说明以上几种方法所存在的问题。一、熔模铸造法：利用注模技术将面板和芯子单独制成聚苯乙烯牺牲模原型，然后，再将这些牺牲模组装起来，制备出砂模；在高温下将聚苯乙烯牺牲模熔化分解，在砂模中就形成了具有八面体点阵型的空隙；最后，将高温熔融的铝合金缓慢注入砂模，冷却后将砂模破坏，即可得到八面体点阵材料。熔模铸造法的缺点：(1)要求液态金属的流动性较好，一般材料难以满足；(2)工艺复杂、制备成本高、不适宜工业生产。二、冲压折叠钎焊法：首先将金属薄板冲压切割成平面网状结构，然后将平面网状结构在V形槽上冲压折叠成点阵型芯子。冲压折叠钎焊法的缺点：冲压造成的废料太多。三、金属丝编织法：由于编织时引入了初始弯曲，使得杆件的屈曲强度较低，力学性能较差；制备工艺复杂，难于工业生产。四、拉挤放电切割法：通过拉挤放电切削一体化工艺制备出金字塔点阵夹芯结构。这一制备方法的缺点是成本太高，放电切削用时较长。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的点阵夹芯板的芯材制备工艺复杂、成本高和难于批量生产的问题，提供一种点阵夹芯板的芯材及挤压嵌锁制造方法。

本发明是通过下述方案予以实现的：方案一：所述芯材包括多个连接条，多个连接条的厚度相等，每个连接条由多个‘X’形单元沿横向顶端顺次连接制成一体，‘X’形单元的交点处上方开有槽口，所述槽口的宽度等于连接条的厚度，多个连接条分为两组且分别定义为横向组和纵向组，横向组和纵向组中的连接条数量相等，横向组中的连接条依次等间距平行设置，纵向组中的连接条与相对应的横向组中的连接条垂直设置且通过槽口卡接。

方案二：所述芯材包括多个连接条，多个连接条的厚度相等，每个连接条包括多个倒‘V’形单元和多个连接体，倒‘V’形单元的交点处设有平台，平台开有第一槽口，连接体的纵向截面为凹形，相邻两个倒‘V’形单元的端部通过连接体连接，多个连接条分为两组且分别定义为横向组和纵向组，横向组和纵向组中的连接条数量相等，横向组中的连接条依次等间距平行设置，纵向组中的连接条与相对应的横向组中的连接条垂直设置且通过第一槽口和连接体上的槽口呈十字形卡接。

方案三：所述方法包括如下步骤：步骤一：设计并制备挤压模具，利用挤压机挤压出连接板，连接板的横截面为多个‘X’形单元沿横向顶端顺次连接构成且‘X’形单元的交点处上方开有槽口；

步骤二：将步骤一中的连接板切割成等厚度的连接条，连接条的厚度与槽口的宽度相等；

步骤三：将步骤二中得到的多个连接条分为两组且分别定义为横向组和纵向组，横向组和纵向组中的连接条数量相等，横向组中的连接条依次等间距平行设置，纵向组中的连接条与相对应的横向组中的连接条垂直设置且通过槽口卡接。

方案四：所述方法包括如下步骤：步骤一：设计并制备挤压模具，利用挤压机分别挤压出连接板，连接板的横截面由多个倒‘V’形单元和多个连接体组成，倒‘V’形单元的交点处设有平台，平台开有第一槽口，连接体的纵向截面为凹形，相邻两个倒‘V’形单元的端部通过连接体连接；

步骤二：将步骤一中的连接板切割成等厚度的连接条，连接条的厚度与第一槽口的宽度相等；

步骤三：多个连接条分为两组且分别定义为横向组和纵向组，横向组和纵向组中的连接条数量相等，横向组中的连接条依次等间距平行设置，纵向组中的连接条与相对应的横向组中的连接条垂直设置且通过第一槽口和连接体上的槽口卡接。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1.工艺简单。利用挤压工艺可批量制备挤压板，等距裁剪金属条方便快捷，卡接组装方便；

2.节省材料。利用挤压工艺制备的挤压板，等距裁剪制备金属条，不浪费材料；

3.可实现工业生产。挤压工艺技术成熟、成本较低；结构卡接组装方便，可实现大批量生成，这构成工业生产的实践条件；

4.本发明的‘X’形单元或‘V’形单元构成的芯材相比于现有的金字塔点阵芯材，低密度情况下在压缩载荷下具有更好的能量吸收能力，在舰船水下爆炸冲击中可以起到更强的防爆作用，相比于现有的蜂窝结构具有质量更轻强度更强的优势，可应用于质轻且抗冲击损毁的结构。本发明为点阵结构提供了一种新型的结构形式，丰富了点阵结构的材料性能库，并且所提供的制备工艺可批量化高效率生产，无材料浪费，尤其适用于大面积成型和工程应用。

附图说明

图1是方案一中的连接条的结构示意图，图2是具体实施方式三中‘X’形单元的结构示意图，图3是具体实施方式四中‘X’形单元的结构示意图，图4是方案一的整体结构示意图，图5是方案二中的连接条的结构示意图，图6是‘V’形单元的结构示意图，图7是方案二的整体结构示意图，图8是方案三的制造方法流程图，图9是方案四的制造方法的流程图，图10是具体实施方式十一的制造方法的流程图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图4说明，本实施方式的芯材包括多个连接条1，多个连接条1的厚度相等，每个连接条1由多个‘X’形单元2沿横向顶端顺次连接制成一体，‘X’形单元2的交点处上方开有槽口3，所述槽口3的宽度等于连接条1的厚度，多个连接条1分为两组且分别定义为横向组和纵向组，横向组和纵向组中的连接条数量相等，横向组中的连接条1依次等间距平行设置，纵向组中的连接条1与相对应的横向组中的连接条1垂直设置且通过槽口3卡接。

具体实施方式二：本实施方式的每个连接条1的厚度为0.1-10mm，其它方法步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图2说明，本实施方式的每个‘X’形单元2由位于上部的第一杆2-1和第二杆2-2与位于下部的第三杆2-3和第四杆2-4构成，第一杆2-1和第四杆2-4平行设置，第二杆2-2和第三杆2-3平行设置，第一杆2-1、第二杆2-2、第三杆2-3和第四杆2-4的宽度相等，此结构的优点是吸能能力强。其它方法步骤与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图3说明，本实施方式的每个‘X’形单元2由位于上部的第一杆2-1和第二杆2-2与位于下部的第三杆2-3和第四杆2-4构成，第一杆2-1和第四杆2-4平行设置，第二杆2-2和第三杆2-3平行设置，第一杆2-1和第二杆2-2的宽度相等，第三杆2-3和第四杆2-4的宽度相等，第一杆2-1的宽度小于第三杆2-3的宽度，此结构的优点是强度大、逐层失效、吸能能力强。其它方法步骤与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式五：结合图5-图7说明，本实施方式的芯材包括多个连接条5，多个连接条5的厚度相等，每个连接条5包括多个‘V’形单元6和多个连接体7，‘V’形单元6的交点处设有平台8，平台8开有第一槽口9，连接体7的纵向截面为凹形，相邻两个倒‘V’形单元6的端部通过连接体7连接，多个连接条5分为两组且分别定义为横向组和纵向组，横向组和纵向组中的连接条数量相等，横向组中的连接条5依次等间距平行设置，纵向组中的连接条5与相对应的横向组中的连接条5垂直设置且通过第一槽口9和连接体7上的槽口呈十字形卡接。

具体实施方式六：本实施方式的每个连接条5的厚度为0.1-10mm，其它方法步骤与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：结合图8说明，本实施方式的所述方法包括如下步骤：步骤一：设计并制备挤压模具，利用挤压机挤压出连接板11，连接板11的横截面为多个‘X’形单元2沿横向顶端顺次连接构成且‘X’形单元2的交点处上方开有槽口3；

步骤二：将步骤一中的连接板11切割成等厚度的连接条1，连接条1的厚度与槽口3的宽度相等；

步骤三：将步骤二中得到的多个连接条1分为两组且分别定义为横向组和纵向组，横向组和纵向组中的连接条数量相等，横向组中的连接条1依次等间距平行设置，纵向组中的连接条1与相对应的横向组中的连接条1垂直设置且通过槽口3卡接。

此工艺制造出的芯材为金属芯材且其中‘X’形单元2的第一杆2-1、第二杆2-2、第三杆2-3和第四杆2-4的宽度相等。

具体实施方式八：结合图8说明，本实施方式的步骤三中横向组的连接条1与纵向组的连接条1卡接时，先使横向组中的连接条1的槽口3开口方向向下，与所述横向组的连接条1相对应的纵向组的连接条1的槽口3开口方向向上，再使两个连接条1相互垂直，此步骤的优点是工艺简单，可批量化生产，节省材料，并且槽口较少、组装方便、缺陷小，其它方法步骤与具体实施方式七相同。

具体实施方式九：结合图9说明，本实施方式的方法包括如下步骤；步骤一：设计并制备挤压模具，利用挤压机分别挤压出连接板10，连接板10的横截面由多个‘V’形单元6和多个连接体7组成，‘V’形单元6的交点处设有平台8，平台8开有第一槽口9，连接体7的纵向截面为凹形，相邻两个倒‘V’形单元6的端部通过连接体7连接；

步骤二：将步骤一中的连接板10切割成等厚度的连接条5，连接条5的厚度与第一槽口9的宽度相等；

步骤三：多个连接条5分为两组且分别定义为横向组和纵向组，横向组和纵向组中的连接条数量相等，横向组中的连接条5依次等间距平行设置，纵向组中的连接条5与相对应的横向组中的连接条5垂直设置且通过第一槽口9和连接体7上的槽口卡接。

此工艺制造出的芯材为金属芯材。

具体实施方式十：结合图9说明，本实施方式的横向组的连接条5与纵向组的连接条5卡接时，先使横向组中的连接条5的第一槽口9和连接体7上的槽口开口方向向下，与所述横向组的连接条5相对应的纵向组的连接条5的第一槽口9和连接体7上的槽口的开口方向向上，再使两个连接条5相互垂直。此步骤的优点是工艺简单，可批量化生产，节省材料，上下双重卡接，芯材结构稳定，其它方法步骤与具体实施方式九相同。

具体实施方式十一：结合图10说明本实施方式，本实施方式的所述方法包括如下步骤：步骤一：设计并制备两个挤压模具，利用挤压机挤压出两种连接板，两种连接板的横截面为轴对称图形，其中一种连接板由多个‘X’形单元2沿横向顶端顺次连接构成且‘X’形单元2的交点处上方开有槽口3，另一种连接板由多个‘X’形单元2沿横向顶端顺次连接构成且‘X’形单元2的交点处下方开有槽口3；

步骤二：将步骤一中的两种连接板分别切割成等厚度的连接条，连接条的厚度与槽口的宽度相等；

步骤三：将步骤二中得到的多个连接条分为两组且分别定义为横向组和纵向组，横向组和纵向组中的连接条数量相等，横向组中的连接条1依次等间距平行设置，纵向组中的连接条与相对应的横向组中的连接条垂直设置且通过槽口卡接。

此工艺制造出的芯材中‘X’形单元2的第一杆2-1和第二杆2-2宽度相等，第三杆2-3和第四杆2-4的宽度相等，第一杆2-1的宽度小于第三杆2-3的宽度。

Claims (10)

1.一种点阵夹芯板的芯材，其特征在于所述芯材包括多个连接条(1)，多个连接条(1)的厚度相等，每个连接条(1)由多个‘X’形单元(2)沿横向顶端顺次连接制成一体，‘X’形单元(2)的交点处上方开有槽口(3)，所述槽口(3)的宽度等于连接条(1)的厚度，多个连接条(1)分为两组且分别定义为横向组和纵向组，横向组和纵向组中的连接条数量相等，横向组中的连接条(1)依次等间距平行设置，纵向组中的连接条(1)与相对应的横向组中的连接条(1)垂直设置且通过槽口(3)卡接。

2.根据权利要求1所述的点阵夹芯板的芯材，其特征在于每个连接条(1)的厚度为0.1-10mm。

3.根据权利要求1或2所述的点阵夹芯板的芯材，其特征在于每个‘X’形单元(2)由位于上部的第一杆(2-1)和第二杆(2-2)与位于下部的第三杆(2-3)和第四杆(2-4)构成，第一杆(2-1)和第四杆(2-4)平行设置，第二杆(2-2)和第三杆(2-3)平行设置，第一杆(2-1)、第二杆(2-2)、第三杆(2-3)和第四杆(2-4)的宽度相等。

4.根据权利要求1或2所述的点阵夹芯板的芯材，其特征在于每个‘X’形单元(2)由位于上部的第一杆(2-1)和第二杆(2-2)与位于下部的第三杆(2-3)和第四杆(2-4)构成，第一杆(2-1)和第四杆(2-4)平行设置，第二杆(2-2)和第三杆(2-3)平行设置，第一杆(2-1)和第二杆(2-2)的宽度相等，第三杆(2-3)和第四杆(2-4)的宽度相等，第一杆(2-1)的宽度小于第三杆(2-3)的宽度。

5.一种点阵夹芯板的芯材，其特征在于所述芯材包括多个连接条(5)，多个连接条(5)的厚度相等，每个连接条(5)包括多个倒‘V’形单元(6)和多个连接体(7)，倒‘V’形单元(6)的交点处设有平台(8)，平台(8)开有槽口(9)，连接体(7)的纵向截面为凹形，相邻两个倒‘V’形单元(6)的端部通过连接体(7)连接，多个连接条(5)分为两组且分别定义为横向组和纵向组，横向组和纵向组中的连接条数量相等，横向组中的连接条(5)依次等间距平行设置，纵向组中的连接条(5)与相对应的横向组中的连接条(5)垂直设置且通过槽口(9)和连接体(7)上的槽口呈十字形卡接。

6.根据权利要求5所述的点阵夹芯板的芯材，其特征在于每个连接条(5)的厚度为0.1-10mm。

7.一种挤压嵌锁制造权利要求1所述的点阵夹芯板的芯材的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：步骤一：设计并制备挤压模具，利用挤压机挤压出连接板(11)，连接板(11)的横截面为多个‘X’形单元(2)沿横向顶端顺次连接构成，且‘X’形单元(2)的交点处上方开有槽口(3)；

步骤二：将步骤一中的连接板(11)切割成等厚度的连接条(1)，连接条(1)的厚度与槽口(3)的宽度相等；

步骤三：将步骤二中得到的多个连接条(1)分为两组且分别定义为横向组和纵向组，横向组和纵向组中的连接条数量相等，横向组中的连接条(1)依次等间距平行设置，纵向组中的连接条(1)与相对应的横向组中的连接条(1)垂直设置且通过槽口(3)卡接。

8.根据权利要求7所述的点阵夹芯板的芯材挤压嵌锁制造方法，其特征在于步骤三中横向组的连接条(1)与纵向组的连接条(1)卡接时，先使横向组中的连接条(1)的槽口(3)开口方向向下，与所述横向组的连接条(1)相对应的纵向组的连接条(1)的槽口(3)开口方向向上，再使两个连接条(1)相互垂直。

9.一种挤压嵌锁制造权利要求5所述的点阵夹芯板的芯材的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：步骤一：设计并制备挤压模具，利用挤压机分别挤压出连接板(10)，连接板(10)的横截面由多个倒‘V’形单元(6)和多个连接体(7)组成，倒‘V’形单元(6)的交点处设有平台(8)，平台(8)开有槽口(9)，连接体(7)的纵向截面为凹形，相邻两个倒‘V’形单元(6)的端部通过连接体(7)连接；

步骤二：将步骤一中的连接板(10)切割成等厚度的连接条(5)，连接条(5)的厚度与槽口(9)的宽度相等；

步骤三：多个连接条(5)分为两组且分别定义为横向组和纵向组，横向组和纵向组中的连接条数量相等，横向组中的连接条(5)依次等间距平行设置，纵向组中的连接条(5)与相对应的横向组中的连接条(5)垂直设置且通过槽口(9)和连接体(7)上的槽口卡接。

10.根据权利要求9所述的点阵夹芯板的芯材挤压嵌锁制造方法，其特征在于横向组的连接条(5)与纵向组的连接条(5)卡接时，先使横向组中的连接条(5)的槽口(9)和连接体(7)上的槽口开口方向向下，与所述横向组的连接条(5)相对应的纵向组的连接条(5)的槽口(9)和连接体(7)上的槽口的开口方向向上，再使两个连接条(5)相互垂直。

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