CN107128050B - 一种内嵌式消声蜂窝的制造方法及植入工装 - Google Patents

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Abstract

本发明属于功能蜂窝制造技术，涉及一种内嵌式消声蜂窝的制造方法及植入工装。在本发明每个蜂窝单元(1)的腔体内有1层至3层平行的消声隔膜(2)；植入消声隔膜(2)的步骤如下：选择蜂窝基体；确定最上层消声隔膜(2)的位置；蜂窝基体浸胶；制造消声隔膜坯料板；植入消声隔膜；固化消声隔膜及胶黏剂。本发明的植入工装由上部的手柄(4)和下部的植入棒(3)连接组成。本发明提出了一种内嵌式消声蜂窝的制备方法及植入工装，简化了工艺过程，提高了制造效率，降低了制造成本。

Description

一种内嵌式消声蜂窝的制造方法及植入工装
技术领域
本发明属于功能蜂窝制造技术，涉及一种内嵌式消声蜂窝的制造方法及植入工装。
背景技术
由微穿孔面板、消声蜂窝以及无孔背板复合得到的共振吸声结构具有良好的消声效果，已经被广泛应用在飞机发动机的声衬等部位。由于发动机的噪声频率较宽，为了拓宽吸声频率以便更好的吸收发动机噪声，需要采用双层或多层的微穿孔吸声结构(称为多自由度吸声结构)。目前的多自由度吸声结构是采用多层蜂窝并在蜂窝层间放置消声隔板形成的类似C夹层结构。这种结构的缺点在于：上下层蜂窝很难完全对正，吸声效果不佳；另外，上下层蜂窝与中间层的消声隔板粘接过程中使用的胶黏剂会堵住消声隔板的部分孔眼，进一步降低消声效果。内嵌式消声蜂窝由美国赫氏公司最早提出，并已经成功应用在A380等飞机发动机的消音衬垫中。该内嵌式消声蜂窝在蜂窝空格的一定高度植入了微穿孔的隔板或隔膜，既达到了多自由度吸声结构的目的，又避免了传统多自由度吸声结构的一系列缺点。美国专利US7434659B2提出了一种内嵌隔膜的植入方法。该专利采用一种内六角形的定制工装，先将隔膜材料制成一个个带翻边的正六边形，然后将其逐个植入到蜂窝芯的一定高度处，再将整个蜂窝芯浸入到胶液槽中浸胶，使隔膜材料的翻边处蘸上胶，将翻边与蜂窝壁可靠粘接。其缺点是：内嵌消声隔膜需要通过定制工装逐个制备，工艺过程繁琐，效率低，成本高。
发明内容
本发明的目的是：提出一种内嵌式消声蜂窝的制造方法及植入工装，以便简化工艺过程，提高制造效率，降低制造成本。
本发明的技术解决方案是：一种内嵌式消声蜂窝的制造方法，在每个蜂窝单元1的腔体内有1层至3层消声隔膜2，消声隔膜2与消声蜂窝的上端面平行；其特征在于，向蜂窝单元1的腔体内植入消声隔膜的步骤如下：
1、选择蜂窝基体：蜂窝基体为芳纶纸蜂窝、玻璃布蜂窝、铝蜂窝或者植物纤维蜂窝，蜂窝的深度h＝10mm～200mm，蜂窝单元1的边长L1＝2mm～8mm；
2、确定最上层消声隔膜2的位置：消声隔膜的植入深度为蜂窝深度的10％～90％，在蜂窝基体的外表面上标记出最上层消声隔膜2的位置；
3、蜂窝基体浸胶：将蜂窝基体浸入胶黏剂溶液中浸泡2min～10min后捞出，将蜂窝放置在通风处晾置20min～30min，待溶剂挥发后备用；胶黏剂溶液为环氧树脂溶液或酚醛树脂溶液，溶液的粘度小于500mpa.s；从胶黏剂溶液的液面到最上层消声隔膜2标记位置的距离为2mm～5mm；
4、制造消声隔膜坯料板：所述的消声隔膜2由微穿孔板制造，微穿孔板选用环氧树脂胶膜制备，环氧树脂胶膜的厚度为0.1mm～1mm；将环氧树脂胶膜加热固化至固化度为50％～80％，成为微穿孔板坯料板；然后将微穿孔板坯料板采用激光打孔或机械打孔的方式加工出均布的微孔，成为消声隔膜坯料板，消声隔膜坯料板的穿孔率为2％～10％，微孔的直径为0.1mm～2mm；
5、植入消声隔膜2：
5.1、将消声隔膜坯料板放置在蜂窝基体的上表面上，并将两者放置在压机上，压机温度设定为比消声隔膜坯料板的软化点高10℃～20℃,压机压力设置为0.05MPa～0.2Mpa，启动压机将消声隔膜坯料板压入蜂窝单元1内，利用蜂窝基体的侧壁将未完全固化的消声隔膜坯料板切割成正六边形消声隔膜2；
5.2、采用植入工装将消声隔膜2植入蜂窝单元的腔体内。
6、固化消声隔膜及胶黏剂：分别按照4中所述的环氧树脂胶膜的固化工艺固化以及3中所述的胶黏剂的固化工艺进行固化。
用于植入消声隔膜毛坯的植入工装，其特征在于：它由上部的手柄4和下部的植入棒3连接组成，植入棒3是正六棱柱，正六棱柱的边长比蜂窝单元1的边长小0.5mm～1mm，植入棒3的长度等于消声隔膜2毛坯的植入深度；手柄4为圆柱体或正六棱柱，手柄4的外径或者外接圆直径大于蜂窝单元1的外接圆直径。
本发明的优点是：提出了一种内嵌式消声蜂窝的制造方法及植入工装，简化了工艺过程，提高了制造效率，降低了制造成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明使用的植入工装的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。参见图1、2，一种内嵌式消声蜂窝的制造方法，在每个蜂窝单元1的腔体内有1层至3层消声隔膜2，消声隔膜2与消声蜂窝的上端面平行；其特征在于，向蜂窝单元1的腔体内植入消声隔膜的步骤如下：
1、选择蜂窝基体：蜂窝基体为芳纶纸蜂窝、玻璃布蜂窝、铝蜂窝或者植物纤维蜂窝，蜂窝的深度h＝10mm～200mm，蜂窝单元1的边长L1＝2mm～8mm；
2、确定最上层消声隔膜2的位置：消声隔膜的植入深度为蜂窝深度的10％～90％，在蜂窝基体的外表面上标记出最上层消声隔膜2的位置；
3、蜂窝基体浸胶：将蜂窝基体浸入胶黏剂溶液中浸泡2min～10min后捞出，将蜂窝放置在通风处晾置20min～30min，待溶剂挥发后备用；胶黏剂溶液为环氧树脂溶液或酚醛树脂溶液，溶液的粘度小于500mpa.s；从胶黏剂溶液的液面到最上层消声隔膜2标记位置的距离为2mm～5mm；
4、制造消声隔膜坯料板：所述的消声隔膜2由微穿孔板制造，微穿孔板选用环氧树脂胶膜制备，环氧树脂胶膜的厚度为0.1mm～1mm；将环氧树脂胶膜加热固化至固化度为50％～80％，成为微穿孔板坯料板；然后将微穿孔板坯料板采用激光打孔或机械打孔的方式加工出均布的微孔，成为消声隔膜坯料板，消声隔膜坯料板的穿孔率为2％～10％，微孔的直径为0.1mm～1mm；
5、植入消声隔膜2：
5.1、将消声隔膜坯料板放置在蜂窝基体的上表面上，并将两者放置在压机上，压机温度设定为比消声隔膜坯料板的软化点高10℃～20℃,压机压力设置为0.05MPa～0.2Mpa，启动压机将消声隔膜坯料板压入蜂窝单元1内，利用蜂窝基体的侧壁将未完全固化的消声隔膜坯料板切割成正六边形消声隔膜2；
5.2、采用植入工装将消声隔膜2植入蜂窝单元的腔体内。
6、固化消声隔膜及胶黏剂：分别按照4中所述的环氧树脂胶膜的固化工艺固化以及3中所述的胶黏剂的固化工艺进行固化。
用于植入消声隔膜毛坯的植入工装，其特征在于：它由上部的手柄4和下部的植入棒3连接组成，植入棒3是正六棱柱，正六棱柱的边长比蜂窝单元1的边长小0.5mm～1mm，植入棒3的长度等于消声隔膜2毛坯的植入深度；手柄4为圆柱体或正六棱柱，手柄4的外径或者外接圆直径大于蜂窝单元1的外接圆直径。
本发明的工作原理是：本发明基于蜂窝的特殊中空结构，利用离位复合的思想，在蜂窝单元内植入一层或多层微穿孔型式的消声隔膜；利用蜂窝壁的切割作用，将未完全固化的微穿孔板切割成与蜂窝孔格形状完美匹配的消声隔膜，并通过专用的植入工装将消声隔膜植入到蜂窝孔格的设定高度。
实施例1
1、选择中航复材生产的牌号为NH-1-5.5-48的蜂窝，加工30mm厚、孔格为5.5mm的芳纶纸蜂窝一张，备用；
2、确定最上层消声隔膜2的位置：准备植入单层消声隔膜，位置为15mm,在蜂窝基体的外表面15mm位置处做出标记；
3、选择北京航空材料研究院生产的SY-24C环氧树脂，按照100g胶膜兑500ml丙酮的比例制备环氧树脂溶液，将蜂窝基体浸入胶黏剂溶液中浸泡5min后捞出，将蜂窝放置在通风处晾置20min，待溶剂挥发后备用；
4、制造消声隔膜坯料板：选取北京航空材料研究院生产的SY-24C环氧树脂胶膜，通过130℃/30min固化后采用激光打孔方式加工成微穿孔板，穿孔率5％,微孔直径为0.2mm；
5、植入消声隔膜2：
5.1、将消声隔膜坯料板放置在蜂窝基体的上表面上，并将两者放置在压机上，压机温度设定为150℃,压机压力设置为0.1MPa～0.2Mpa，启动压机将消声隔膜坯料板压入蜂窝单元1内，利用蜂窝基体的侧壁将未完全固化的消声隔膜坯料板切割成正六边形消声隔膜2；
5.2、采用植入工装将消声隔膜2植入蜂窝单元的15mm高度处。
5.3、用于植入消声隔膜毛坯的植入工装，植入棒3是正六棱柱，正六棱柱的边长为4.6mm，植入棒3的长度为15mm；手柄4为正六棱柱，边长为7mm。
6、固化消声隔膜及胶黏剂：将植入了消声隔膜的蜂窝放入烘箱，按照130℃/2h的工艺进行固化。
实施例2
1、选择中航复材生产的牌号为NH-1-5.5-48的蜂窝，加工30mm厚、孔格为5.5mm的芳纶纸蜂窝一张，备用；
2、确定最上层消声隔膜2的位置：准备植入单层消声隔膜，位置为15mm,在蜂窝基体的外表面15mm位置处做出标记；
3、选择北京航空材料研究院生产的SY-24C环氧树脂，按照100g胶膜兑500ml丙酮的比例制备环氧树脂溶液，将蜂窝基体浸入胶黏剂溶液中浸泡5min后捞出，将蜂窝放置在通风处晾置20min，待溶剂挥发后备用；
4、制造消声隔膜坯料板：选取黑龙江石化研究院生产的J-95环氧树脂胶膜，通过130℃/30min固化后采用激光打孔方式加工成微穿孔板，穿孔率5％,微孔直径为0.2mm；
5、植入消声隔膜2：
5.1、将消声隔膜坯料板放置在蜂窝基体的上表面上，并将两者放置在压机上，压机温度设定为150℃,压机压力设置为0.1MPa～0.2Mpa，启动压机将消声隔膜坯料板压入蜂窝单元1内，利用蜂窝基体的侧壁将未完全固化的消声隔膜坯料板切割成正六边形消声隔膜2；
5.2、采用植入工装将消声隔膜2植入蜂窝单元的15mm高度处。
5.3、用于植入消声隔膜毛坯的植入工装，植入棒3是正六棱柱，正六棱柱的边长为4.6mm，植入棒3的长度为15mm；手柄4为正六棱柱，边长为7mm。
6、固化消声隔膜及胶黏剂：将植入了消声隔膜的蜂窝放入烘箱，按照130℃/2h的工艺进行固化。
实施例3
1、选择中航复材生产的孔格为5.5mm的苎麻植物纸蜂窝一张，加工40mm厚备用；
2、确定最上层消声隔膜2的位置：准备植入单层消声隔膜，位置为15mm,在蜂窝基体的外表面15mm位置处做出标记；
3、选择日本住友生产的PR-43204酚醛树脂，将树脂固含量调整到50％，将蜂窝基体浸入胶黏剂溶液中浸泡5min后捞出，将蜂窝放置在通风处晾置20min，待溶剂挥发后备用；
4、制造消声隔膜坯料板：选取黑龙江石化研究院生产的J-95环氧树脂胶膜，通过130℃/30min固化后采用激光打孔方式加工成微穿孔板，穿孔率3％,微孔直径为0.5mm；
5、植入消声隔膜2：
5.1、将消声隔膜坯料板放置在蜂窝基体的上表面上，并将两者放置在压机上，压机温度设定为150℃,压机压力设置为0.1MPa～0.2Mpa，启动压机将消声隔膜坯料板压入蜂窝单元1内，利用蜂窝基体的侧壁将未完全固化的消声隔膜坯料板切割成正六边形消声隔膜2；
5.2、采用植入工装将消声隔膜2植入蜂窝单元的15mm高度处。
5.3、用于植入消声隔膜毛坯的植入工装，植入棒3是正六棱柱，正六棱柱的边长为4.6mm，植入棒3的长度为15mm；手柄4为正六棱柱，边长为7mm。
6、固化消声隔膜及胶黏剂：将植入了消声隔膜的蜂窝放入烘箱，按照130℃/2h的工艺进行固化。
实施例4
1、选择中航复材生产的牌号为NH-1-5.5-48的蜂窝，加工40mm厚、孔格为4.5mm的芳纶纸蜂窝一张，备用；
2、确定最上层消声隔膜2的位置：准备植入单层消声隔膜，位置为15mm,在蜂窝基体的外表面15mm位置处做出标记；
3、选择日本住友生产的PR-43204酚醛树脂，将树脂固含量调整到50％，将蜂窝基体浸入胶黏剂溶液中浸泡5min后捞出，将蜂窝放置在通风处晾置20min，待溶剂挥发后备用；
4、制造消声隔膜坯料板：选取黑龙江石化研究院生产的J-95环氧树脂胶膜，通过130℃/30min固化后采用激光打孔方式加工成微穿孔板，穿孔率5％,微孔直径为0.2mm；
5、植入消声隔膜2：
5.1、将消声隔膜坯料板放置在蜂窝基体的上表面上，并将两者放置在压机上，压机温度设定为150℃,压机压力设置为0.1MPa～0.2Mpa，启动压机将消声隔膜坯料板压入蜂窝单元1内，利用蜂窝基体的侧壁将未完全固化的消声隔膜坯料板切割成正六边形消声隔膜2；
5.2、采用植入工装将消声隔膜2植入蜂窝单元的25mm高度处。用于植入消声隔膜毛坯的植入工装，植入棒3是正六棱柱，正六棱柱的边长为4.6mm，植入棒3的长度为25mm；手柄4为正六棱柱，边长为7mm。
5.3重复步骤4-5.2，改变植入棒的长度为15mm,将第二层消声隔膜植入蜂窝单元的15mm高度处。
6、固化消声隔膜及胶黏剂：将植入了消声隔膜的蜂窝放入烘箱，按照130℃/2h的工艺进行固化。
实施例5
1、选择中航复材生产的牌号为NH-1-3-48的蜂窝，加工20mm厚、孔格为5.5mm的芳纶纸蜂窝一张，备用；
2、确定最上层消声隔膜2的位置：准备植入单层消声隔膜，位置为15mm,在蜂窝基体的外表面15mm位置处做出标记；
3、选择日本住友生产的PR-43204酚醛树脂，将树脂固含量调整到50％，将蜂窝基体浸入胶黏剂溶液中浸泡5min后捞出，将蜂窝放置在通风处晾置20min，待溶剂挥发后备用；
4、制造消声隔膜坯料板：选取黑龙江石化研究院生产的RJ-2A环氧树脂胶膜，通过130℃/30min固化后采用激光打孔方式加工成微穿孔板，穿孔率4％,微孔直径为0.6mm；
5、植入消声隔膜2：
5.1、将消声隔膜坯料板放置在蜂窝基体的上表面上，并将两者放置在压机上，压机温度设定为150℃,压机压力设置为0.1MPa～0.2Mpa，启动压机将消声隔膜坯料板压入蜂窝单元1内，利用蜂窝基体的侧壁将未完全固化的消声隔膜坯料板切割成正六边形消声隔膜2；
5.2、采用植入工装将消声隔膜2植入蜂窝单元的15mm高度处。
5.3、用于植入消声隔膜毛坯的植入工装，植入棒3是正六棱柱，正六棱柱的边长为4.0mm，植入棒3的长度为15mm；手柄4为正六棱柱，边长为6mm。
6、固化消声隔膜及胶黏剂：将植入了消声隔膜的蜂窝放入烘箱，按照180℃/2h的工艺进行固化。

Claims (1)

1.一种内嵌式消声蜂窝的制造方法，在每个蜂窝单元(1)的腔体内有1层至3层消声隔膜(2)，消声隔膜(2)与消声蜂窝的上端面平行；其特征在于，向蜂窝单元(1)的腔体内植入消声隔膜的步骤如下：
1.1、选择蜂窝基体：蜂窝基体为芳纶纸蜂窝、玻璃布蜂窝、铝蜂窝或者植物纤维蜂窝，蜂窝的深度h＝10mm～200mm，蜂窝单元(1)的边长L1＝2mm～8mm；
1.2、确定最上层消声隔膜(2)的位置：消声隔膜的植入深度为蜂窝深度的10％～90％，在蜂窝基体的外表面上标记出最上层消声隔膜(2)的位置；
1.3、蜂窝基体浸胶：将蜂窝基体浸入胶黏剂溶液中浸泡2min～10min后捞出，将蜂窝放置在通风处晾置20min～30min，待溶剂挥发后备用；胶黏剂溶液为环氧树脂溶液或酚醛树脂溶液，溶液的粘度小于500mpa.s；从胶黏剂溶液的液面到最上层消声隔膜(2)标记位置的距离为2mm～5mm；
1.4、制造消声隔膜坯料板：所述的消声隔膜(2)由微穿孔板制造，微穿孔板选用环氧树脂胶膜制备，环氧树脂胶膜的厚度为0.1mm～1mm；将环氧树脂胶膜加热固化至固化度为50％～80％，成为微穿孔板坯料板；然后将微穿孔板坯料板采用激光打孔或机械打孔的方式加工出均布的微孔，成为消声隔膜坯料板，消声隔膜坯料板的穿孔率为2％～10％，微孔的直径为0.1mm～1mm；
1.5、植入消声隔膜(2)：
1.5.1、将消声隔膜坯料板放置在蜂窝基体的上表面上，并将两者放置在压机上，压机温度设定为比消声隔膜坯料板的软化点高10℃～20℃,压机压力设置为0.05MPa～0.2Mpa，启动压机将消声隔膜坯料板压入蜂窝单元(1)内，利用蜂窝基体的侧壁将未完全固化的消声隔膜坯料板切割成正六边形消声隔膜(2)；
1.5.2、采用植入工装将消声隔膜(2)植入蜂窝单元的腔体内；
1.6、固化消声隔膜及胶黏剂：分别按照1.4 中所述的环氧树脂胶膜的固化工艺固化以及1.3 中所述的胶黏剂的固化工艺进行固化；
1.7、用于植入消声隔膜毛坯的植入工装，它由上部的手柄(4)和下部的植入棒(3)连接组成，植入棒(3)是正六棱柱，正六棱柱的边长比蜂窝单元(1)的边长小0.5mm～1mm，植入棒(3)的长度等于消声隔膜(2)毛坯的植入深度；手柄(4)为圆柱体或正六棱柱，手柄(4)的外径或者外接圆直径大于蜂窝单元(1)的外接圆直径。
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