CN104476829A

CN104476829A - 一种采用3d数控设备制备具有自身刚性的蜂窝夹芯材料的方法

Info

Publication number: CN104476829A
Application number: CN201410776629.5A
Authority: CN
Inventors: 谢宏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-12-15
Filing date: 2014-12-15
Publication date: 2015-04-01

Abstract

一种采用3D数控设备制备具有自身刚性的蜂窝夹芯材料的方法，由计算机辅助设计出目标蜂窝夹芯材料的蜂窝夹芯结构单元模型；根据设计的蜂窝夹芯结构单元模型，采用金属折弯、纸张折弯、粘接或焊结制备出若干个与设计的蜂窝夹芯结构单元相同的蜂窝夹芯结构单元；采用3D数控设备将制备的蜂窝夹芯结构单元按目标蜂窝夹芯材料的结构要求粘合或焊接在一起，形成所需要的蜂窝夹芯材料。本发明利用3D数控设备高精度成型的优点，制备出各类形状的蜂窝夹芯结构单元，仅需粘合或焊接即可制成各种异形结构，因自身可具有刚性，所以无需另制成形模具，所制造蜂窝夹芯结构也具有更优异性能。

Description

一种采用3D数控设备制备具有自身刚性的蜂窝夹芯材料的方法

技术领域

本发明涉及一种蜂窝夹芯材料的制备方法，具体涉及一种采用3D数控设备制备具有自身刚性的蜂窝夹芯材料的方法。

背景技术

蜂窝夹芯结构是由面层材料、蜂窝夹芯材料及粘接剂黏合而成的。一种质轻、刚性大、隔热性佳、整体刚性好的复合结构，它有着优良的受力性能及结构的合理性，长期应用于航空、航天领域。近年来在民用领域也逐渐得到应用，且呈不断加速推广的态势。

现有的塑料蜂窝夹芯是通过挤出、热熔和发泡等方法成形，纸蜂窝夹芯材料的制备方法有展开法、压力粘接成型法，金属蜂窝夹芯材料的制备方法有展开法、压力粘接成型法和压力钎焊成型法等。传统的蜂窝夹芯制造工艺只能制造结构单元一致的蜂窝夹芯。由于成形方式的局限性，蜂窝夹芯只有正六面体、三面体、四面体、圆柱、球装等规则的几何形状，导致这些规则形体在应用于异形结构中会在弯曲部位支撑力有限提供的强度不够。

数控技术，是采用计算机实现数字程序控制的技术。3D数控设备具有加工质量稳定，加工精度高，重复精度高等优点，可广泛应用于机械制造业。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用3D数控设备制备具有自身刚性的蜂窝夹芯材料的方法，即通过折弯或粘结制备出各类形状的结构单元，其中包括能够使蜂窝夹芯材料产生自身刚性的结构单元。然后将这些结构单元通过3D数控设备粘合或焊接在一起，形成所需要的蜂窝夹芯材料。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

步骤1)由计算机辅助设计出目标蜂窝夹芯材料的蜂窝夹芯结构单元模型；

步骤2)根据步骤1)设计的蜂窝夹芯结构单元模型，采用金属折弯、纸张折弯或粘结制备出若干个与步骤1)设计的蜂窝夹芯结构单元相同的蜂窝夹芯结构单元；

步骤3)采用3D数控设备将步骤2)制备的蜂窝夹芯结构单元按目标蜂窝夹芯材料的结构要求粘合或焊接在一起，形成所需要的蜂窝夹芯材料。

所述的步骤1)蜂窝夹芯结构单元模型为一种或多种不同形状、规格、强度的蜂窝夹芯结构单元。

所述的步骤3)粘合或焊接的目标蜂窝夹芯材料，按设计需求在需要强化的部位采用强度高的蜂窝夹芯结构单元。

由计算机辅助设计出目标蜂窝夹芯材料的蜂窝夹芯结构单元模型；根据设计的蜂窝夹芯结构单元模型，对金属薄、纸张采用折弯、粘接或焊结制备出若干个与设计的蜂窝夹芯结构单元相同的蜂窝夹芯结构单元；采用3D数控设备将制备的蜂窝夹芯结构单元按目标蜂窝夹芯材料的结构要求粘合或焊接在一起，形成所需要的蜂窝夹芯材料。

由于本发明的制备方法是单独制作蜂窝夹芯结构单元，因此各蜂窝夹芯结构材料能够设计成任何形状而无需专用成形模具，蜂窝夹芯结构单元还可根据具体位置受力情况的不同，设计成不同形状、规格，使蜂窝夹芯结构具有更优异的性能。尤其是可以使用特殊结构单元，可使蜂窝夹芯结构材料具有自身刚性，以使成形后的蜂窝材料能准确表达所设计零件的形状，可直接用于面层复合中，而无需切割和成形模具。由于采用数控设备进行蜂窝夹芯结构单元粘合或焊接，因此大大提高结构单元粘合或焊接的位置精度，使蜂窝夹芯材料的精细设计成为可能。

附图说明

图1为蜂窝夹芯结构单元的示意图；

图2为蜂窝夹芯结构单元以粘合或焊接进行组合示意图；

图3为制成完成的蜂窝夹芯材料的结构示意图；

图4为由蜂窝夹芯结构单元制成夹芯材料部件，并组合成完整材料；

图5为高结构刚性的蜂窝夹芯材料结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

步骤1)由计算机辅助设计出如图1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h、1i、1j、1k或1l所示的目标蜂窝夹芯材料的蜂窝夹芯结构单元模型；

步骤2：根据步骤1)设计的蜂窝夹芯结构单元模型，采用金属折弯制备出若干个与步骤1)设计的蜂窝夹芯结构单元(如图1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h、1i、1j、1k或1l)相同的蜂窝夹芯结构单元；

步骤3)采用3D数控设备将步骤2)制备的蜂窝夹芯结构单元按目标蜂窝夹芯材料的结构要求焊接在一起，形成如图2所需要的蜂窝夹芯材料。

实施例2：

步骤2：根据步骤1)设计的蜂窝夹芯结构单元模型，采用纸张折弯或粘结制备出若干个与步骤1)设计的蜂窝夹芯结构单元(如图1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h、1i、1j或1k)相同的蜂窝夹芯结构单元；

步骤3)采用3D数控设备将步骤2)制备的蜂窝夹芯结构单元按目标蜂窝夹芯材料的结构要求粘合在一起，形成如图3所示的蜂窝夹芯材料。

实施例3：

步骤1)由计算机辅助设计出如图1a和图1j所示的不同形状、规格、强度的目标蜂窝夹芯材料的蜂窝夹芯结构单元模型；

步骤2：根据步骤1)设计的蜂窝夹芯结构单元模型，采用折弯制备出若干个与步骤1)设计的蜂窝夹芯结构单元(如图1a和图1j所示)相同的蜂窝夹芯结构单元；

步骤3)采用3D数控设备将步骤2)制备的如图1a所示的蜂窝夹芯结构单元按目标蜂窝夹芯材料的结构要求焊接在一起形成第一蜂窝体1，然后再将步2)制备的如图1i所示的蜂窝夹芯结构单元按目标蜂窝夹芯材料的结构要求焊接在一起形成如图3所示的高强度的弯曲部位即第二蜂窝体2，最后将第二蜂窝体2的两侧与两个第一蜂窝体1焊接在一起形成如图4所示的高结构刚性的蜂窝夹芯材料。

实施例4：

步骤1)由计算机辅助设计出如图1b所示的不同形状、规格、强度的目标蜂窝夹芯材料的蜂窝夹芯结构单元模型；

步骤2：根据步骤1)设计的蜂窝夹芯结构单元模型，采用纸张折弯、粘结制备出若干个与步骤1)设计的蜂窝夹芯结构单元(如图1b所示)相同的蜂窝夹芯结构单元；

步骤3)采用3D数控设备将步骤2)制备的如图1b所示的蜂窝夹芯结构单元按目标蜂窝夹芯材料的结构要求粘接在一起形成如图5所示的高结构刚性的蜂窝夹芯材料。

本发明通过3D数控设备粘合或焊接的方式制备各种异形蜂窝夹芯结构材料，采用的3D数控设备粘合或焊接结构单元，要比传统的3D打印的结构单元大好几个数量级，所以在制备蜂窝夹芯结构时,相对于现行的3D打印技术效率要高得多，尤其在制造大型结构件时，其优势更具不可替代性。

以上实施例是在本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体实现过程，但是本发明的保护范围不仅限于上述实施例。

Claims

1.一种采用3D数控设备制备具有自身刚性的蜂窝夹芯材料的方法，其特征在于包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的采用3D数控设备制备具有自身刚性的蜂窝夹芯材料的方法，其特征在于：所述的步骤1)蜂窝夹芯结构单元模型为一种或多种不同形状、规格、强度的蜂窝夹芯结构单元。

3.根据权利要求1所述的采用3D数控设备制备具有自身刚性的蜂窝夹芯材料的方法，其特征在于：所述的步骤3)粘合或焊接的目标蜂窝夹芯材料，按设计需求在需要强化的部位采用强度高的蜂窝夹芯结构单元。