CN106515170A - 一种双曲面蜂窝芯板的生产工艺和专用模具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种双曲面蜂窝芯板的生产工艺和专用模具，可以提高面板和蜂窝芯的粘接强度，确保蜂窝芯板热压成型时受力均匀，蜂窝芯不出现局部塌陷，提高产品的成品率和质量，生产工艺包括以下步骤：对蜂窝芯板的面板和底板进行表面处理；在面板和底板的胶接面上涂上底胶；在面板和底板的胶接面的底胶上粘贴胶粘剂；由上至下的顺序，将面板、蜂窝芯以及底板相互对应贴合装入模具的阳模中，然后将封边板装入模具中，在面板的上表面上压盖阴模；将置于真空袋中,将真空袋抽真空；通过热电偶加热进行固化处理，脱模得到蜂窝芯板。

Description

一种双曲面蜂窝芯板的生产工艺和专用模具
技术领域
本发明涉及蜂窝板技术领域，尤其涉及一种双曲面蜂窝芯板的生产工艺和专用模具。
背景技术
蜂窝芯板是由高强度面板和轻质夹芯材料所构成的一种结构形式，如铝面板-铝蜂窝夹层结构 、碳纤维面板-铝蜂窝夹层结构 、玻璃钢面板-玻璃钢蜂窝夹层结构、芙拉纤维面板-Nome蜂窝夹层结构等，其具有质量轻、比刚度强、比强度大、最大的抗疲劳性能、极高的表面度、高温稳定性高、耐腐蚀、电绝缘、透微波等优异的特性，被广泛的应用于航空制造业、卫星天线、高铁轨道交通、塔式/碟式光热发电、建筑幕墙、室内装饰工程等领域。
双曲面蜂窝芯板的生产是一种特种工艺，产品质量由几何要素偏差、胶接缺陷面积、力学性能数据而定。产品用作双曲面反射板，如抛物面天线和碟式聚光器镜面背板时，其面轮廓度的控制就有较高难度，特别是此类产品通常都较大，一般长1米-3米、宽0.2米-2米。
目前制造双曲面蜂窝芯板的工艺有：
1、热压罐工艺，其缺点是高能耗、低效率、表面度不稳定，无法满足大批量生产，另外此工艺采用的是单面金属模具外加密封袋抽真空成型固化，在温度变化过程中，密封袋无法强制让产品紧贴模具成型面，造成面轮廓度超差，成品效果不佳。
2、热压机工艺，如公开号为CN1403668的中国发明专利中公布的复合蜂窝板的制备工艺，然而由于热压机较难控制压力，为了防止压塌蜂窝芯，常常放置垫块 ，如果垫高了，会影响施加压力，导致蜂窝板的粘接强度低。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种双曲面蜂窝芯板的生产工艺，可以提高面板和蜂窝芯的粘接强度，确保蜂窝芯板热压成型时受力均匀，蜂窝芯不出现局部塌陷，提高产品的成品率和质量，此外，本发明还提供了一种双曲面蜂窝芯板的专用模具。
本发明的技术方案是这样的：一种双曲面蜂窝芯板的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：根据蜂窝芯板的产品要求对金属板材进行激光切割得到蜂窝芯板的面板和底板；
步骤2：对步骤1中得到的面板和底板进行表面处理；
步骤3：在步骤2得到的面板和底板的胶接面上涂上底胶；
步骤4：在步骤3到的面板和底板的胶接面的底胶上粘贴胶粘剂；
步骤5：通过蜂窝拉伸机将蜂窝芯条拉伸成蜂窝芯材；
步骤6：根据产品尺寸将步骤5得到的蜂窝芯材切割成蜂窝芯；
步骤7：使用清洗溶剂对步骤6得到的蜂窝芯进行清洗；
步骤8：按照由上至下的顺序，将面板、蜂窝芯以及底板相互对应贴合装入模具的阳模中，然后将封边板装入模具中，在面板的上表面上压盖阴模；
步骤9：将步骤8中的模具置于真空袋中,将真空袋抽真空；
步骤10：通过热电偶加热进行固化处理，脱模得到蜂窝芯板。
进一步的，真空袋抽真空后的真空度不大于-0.097Mpa；
进一步的：固化处理的工艺流程是：通过电热偶加热，以1℃/min速率将模具升温至120℃，保温3h后；通过冷却管通冷却液，以1℃/min速率将模具降至60℃。
进一步的，所述金属板材为铝板时，表面处理工艺为磷酸阳极氧化处理。
进一步的，所述金属板材为碳钢板时，表面处理工艺为喷砂或砂纸打磨。
进一步的，涂底胶的工步和进行表面处理的工步操作时间间隔小于24小时；
进一步的，所述清洗溶剂为乙酸乙酯、丙酮或三氯乙烯。
进一步的，在蜂窝芯板脱模后，清理蜂窝芯板上的多余底胶，修整蜂窝芯板轮廓，用清洗溶剂擦净蜂窝芯板的表面。
一种用于上述的双曲面蜂窝芯板的生产工艺的专用模具，包括与蜂窝芯板的产品要求规格形状、弧度匹配的阳模，其特征在于：所述阳模上拼装有围挡，所述阳模内排布有电热偶和冷却管，还包括与蜂窝芯板的产品要求规格形状、弧度匹配的阴模，所述模具外设有真空袋。
进一步的，所述电热偶和所述冷却管间隔排布设置在所述阳模内。
进一步的，所述阴模为半刚性橡胶板或半刚性衬膜。
进一步的，所述真空袋设有抽气口，所述真空袋通过所述抽气口连接真空泵。
进一步的，所述阳模的上表面的面轮廓度及平面度低于±0.2mm。
进一步的，所述阳模上表面进行抛光处理。
本发明的一种双曲面蜂窝芯板的生产工艺，可以提高面板和蜂窝芯的粘接强度，确保蜂窝芯板热压成型时受力均匀，克服了现有的蜂窝板受压不定造成的胶粘性能影响较大的缺点，其力学性能好，而且使制备及操作方法更简单，且蜂窝芯板的各项性能均得到了显著提升，符合大规模的工业化生产需求；本发明的一种用于双曲面蜂窝芯板的生产工艺的专用模具，在生产双曲面蜂窝芯板，模具可以和蜂窝芯板的产品要求规格形状、弧度匹配，用半刚性橡胶板或自制半刚性衬膜制成的阴模，可以改善真空袋无法强制双曲面蜂窝芯板紧贴模具成型面的情况，保证双曲面蜂窝芯板在压力下零件受力均匀，蜂窝芯不出现局部塌陷，提高产品的成品率和质量，阳模内设有电热偶和冷却管，具有升降温的功能，方便进行固化处理。
附图说明
图1为本发明的用于的双曲面蜂窝芯板的生产工艺的专用模具的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
参照图1，本发明的一种双曲面蜂窝芯板的生产工艺，包括以下步骤：
步骤1：根据蜂窝芯板的产品要求对金属板材进行激光切割得到蜂窝芯板的面板和底板；
步骤2：对步骤1中得到的面板和底板进行表面处理，当金属板材为铝板时，表面处理工艺为磷酸阳极氧化处理；当金属板材为碳钢板时，表面处理工艺为喷砂或砂纸打磨；
步骤3：在步骤2得到的面板和底板的胶接面上涂上底胶，涂底胶的工步和进行表面处理的工步的时间间隔小于24小时；
步骤4：在步骤3到的面板和底板的胶接面的底胶上粘贴胶粘剂；
步骤5：通过蜂窝拉伸机将蜂窝芯条拉伸成蜂窝芯材；
步骤6：根据产品尺寸将步骤5得到的蜂窝芯材切割成蜂窝芯，蜂窝芯满足以下要求：室温节点强度不小于15N/cm；在沸水中2h后节点强度不小于13N/cm。；
步骤7：使用清洗溶剂对步骤6得到的蜂窝芯进行清洗，清洗溶剂为乙酸乙酯、丙酮或三氯乙烯；
步骤8：模具使用乙酸乙酯或汽油溶剂进行擦洗，按照由上至下的顺序，将面板、蜂窝芯以及底板相互对应贴合装入模具的阳模中，然后将封边板装入模具中，在面板的上表面上压盖阴模；
步骤9：将步骤8中的模具置于真空袋中,将真空袋抽真空，真空袋抽真空后的真空度不大于-0.097Mpa；
步骤10：通过热电偶加热进行固化处理，脱模得到蜂窝芯板，固化处理的工艺流程是：通过电热偶加热，以1℃/min速率将模具升温至120℃，保温3h后；通过冷却管通冷却液，以1℃/min速率将模具降至60℃。
步骤11：在蜂窝芯板脱模后，清理蜂窝芯板上的多余底胶，修整蜂窝芯板轮廓，用清洗溶剂擦净蜂窝芯板的表面。
产品最后进行外观、尺寸及面轮廓度、胶接质量、力学性能测试。
蜂窝芯板的表面处理是生产过程中重要环节，其效果直接影响粘接强度和性能，对于铝板，经过几种化学处理方法后产品强度比较，同一种胶粘剂，磷酸阳极氧化法的强度较稳定，故采用磷酸阳极氧化处理方法。碳钢板采用物理方法，通过喷砂或砂纸打磨。
表面处理进行涂底胶，涂底胶的作用是：不仅可提高耐腐蚀性，还可延长处理后金属面板的放置时间。金属面板在表面处理后具有高度活性，更容易再度受到灰尘、湿气等的污染，因此要尽量在短时间内使用，否则强度会随着时间的延长而下降。底胶的选用应与选用的胶粘剂匹配，即固化温度应相同。
见图1，一种用于双曲面蜂窝芯板的生产工艺的专用模具，包括与蜂窝芯板的产品要求规格形状、弧度匹配的阳模1，蜂窝芯板包括面板5、胶粘剂层6、蜂窝芯7、底板8，阳模1上拼装有围挡2，阳模1内排布有电热偶3和冷却管4，电热偶3和冷却管4间隔排布设置在阳模1内，还包括与蜂窝芯板的产品要求规格形状、弧度匹配的阴模9，阴模9为半刚性橡胶板或半刚性衬膜，模具外设有真空袋10，真空袋10设有抽气口，真空袋通过抽气口连接真空泵。
阳模1为碳素钢制成，阳模上表面的面轮廓度及平面度低于±0.2mm，阳模上表面进行抛光处理。
本发明的一种用于双曲面蜂窝芯板的生产工艺的专用模具，在生产双曲面蜂窝芯板，模具可以和蜂窝芯板的产品要求规格形状、弧度匹配，用半刚性橡胶板或自制半刚性衬膜制成的阴模，可以改善真空袋无法强制双曲面蜂窝芯板紧贴模具成型面的情况，保证双曲面蜂窝芯板在压力下零件受力均匀，蜂窝芯不出现局部塌陷，提高产品的成品率和质量，阳模内设有电热偶和冷却管，具有升降温的功能，方便进行固化处理，电热偶可以稳定的进行加热，冷却管可以稳定的进行冷却降温，电热偶和冷却管间隔排布设置在阳模内可以确保双曲面蜂窝芯板的各个部位能够均匀得被加热和降温，避免出现局部温度过高或过低的情况。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明 书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种双曲面蜂窝芯板的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：根据蜂窝芯板的产品要求对金属板材进行激光切割，得到蜂窝芯板的面板和底板；
步骤2：对步骤1中得到的面板和底板进行表面处理；
步骤3：在步骤2得到的面板和底板的胶接面上涂上底胶；
步骤4：在步骤3到的面板和底板的胶接面的底胶上粘贴胶粘剂；
步骤5：通过蜂窝拉伸机将蜂窝芯条拉伸成蜂窝芯材；
步骤6：根据蜂窝芯板的产品尺寸将步骤5得到的蜂窝芯材切割成蜂窝芯；
步骤7：使用清洗溶剂对步骤6得到的蜂窝芯进行清洗；
步骤8：按照由上至下的顺序，将面板、蜂窝芯以及底板相互对应贴合装入模具的阳模中，然后将封边板装入模具中，在面板的上表面上压盖阴模；
步骤9：将步骤8中的模具置于真空袋中,将真空袋抽真空；
步骤10：通过热电偶加热进行固化处理，脱模得到蜂窝芯板。
2.根据权利要求1所述的一种双曲面蜂窝芯板的生产工艺，其特征在于：真空袋抽真空后的真空度不大于-0.097Mpa。
3.根据权利要求2所述的一种双曲面蜂窝芯板的生产工艺，其特征在于：固化处理的工艺流程是：通过电热偶加热，以1℃/min速率将模具升温至120℃，保温3h后；通过冷却管通冷却液，以1℃/min速率将模具降至60℃。
4.根据权利要求1所述的一种双曲面蜂窝芯板的生产工艺，其特征在于：所述金属板材为铝板时，表面处理工艺为磷酸阳极氧化处理。
5.根据权利要求1所述的一种双曲面蜂窝芯板的生产工艺，其特征在于：所述金属板材为碳钢板时，表面处理工艺为喷砂或砂纸打磨。
6.根据权利要求1所述的一种双曲面蜂窝芯板的生产工艺，其特征在于：涂底胶的工步和进行表面处理的工步操作的时间间隔小于24小时。
7.根据权利要求1所述的一种双曲面蜂窝芯板的生产工艺，其特征在于：所述底胶与所述胶粘剂的固化温度相同。
8.根据权利要求1所述的一种双曲面蜂窝芯板的生产工艺，其特征在于：在蜂窝芯板脱模后，清理蜂窝芯板上的多余底胶，修整蜂窝芯板轮廓，用清洗溶剂擦净蜂窝芯板的表面。
9.一种用于权利要求1所述的双曲面蜂窝芯板的生产工艺的专用模具，包括与蜂窝芯板的产品要求规格形状、弧度匹配的阳模，其特征在于：所述阳模上拼装有围挡，所述阳模内排布有电热偶和冷却管，还包括与蜂窝芯板的产品要求规格形状、弧度匹配的阴模，所述模具外设有真空袋。
10.根据权利要求9所述的一种双曲面蜂窝芯板的生产工艺的专用模具，其特征在于：所述阴模为半刚性橡胶板或半刚性衬膜。
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