CN107244087A - 复合材料蜂窝结构的制造方法及用于制造复合材料蜂窝结构的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种复合材料蜂窝结构的制造方法，包括如下步骤：步骤1，将纤维布浸润树脂材料，制成预浸料；步骤2，将步骤1得到的预浸料进行模压，形成需要形状的瓦楞片；步骤3，将步骤2得到的多片瓦楞片层叠拼合，形成复合材料蜂窝结构。本发明还提供一种用于制造复合材料蜂窝结构的设备。本发明提供的复合材料蜂窝结构的制造方法及用于制造复合材料蜂窝结构的设备，利用本发明中的设备使纤维布依次进行树脂浸渍及固化，树脂采用热固性树脂或热塑性树脂，可利用加热方式使其降低粘性而成为可流动状态，便于浸渍在纤维布上。在生产过程中无需使用溶剂稀释，因此也就不存在溶剂挥发带来的污染问题，生产过程环保。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料蜂窝结构的制造方法及用于制造复合材料蜂窝结构的设备。
背景技术
传统的芳纶纤维蜂窝的制作工艺是首先将纤维打成纸浆然后做成纸片，再通过纸片的交错式粘接成块状结构，这种块状结构通过拉伸，形成蜂窝状结构。然后浸润酚醛或者其它液体状树脂，取出后放入烘箱固化成型。酚醛或者其它树脂在常温下树脂的粘性普遍很高，为了降低树脂粘性，通常会在树脂里面增加溶剂。这些溶剂通常具有挥发性，整个制造过程的环保性很差。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种复合材料蜂窝结构的制造方法。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
复合材料蜂窝结构的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，将纤维布浸润树脂材料，制成预浸料；
步骤2，将步骤1得到的预浸料进行模压，形成需要形状的瓦楞片；
步骤3，将步骤2得到的多片瓦楞片层叠拼合，形成复合材料蜂窝结构。
根据本发明的一个实施例，所述树脂为热固性树脂或热塑性树脂。
根据本发明的一个实施例，所述树脂为热固性树脂，在步骤1中，首先使热固性树脂降低粘性，使其成为可流动状态。
根据本发明的一个实施例，所述热固性树脂为环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、苯并噁嗪树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂中的一种或任意几种。
根据本发明的一个实施例，所述步骤1中，将预浸料加热使其固化。
根据本发明的一个实施例，所述树脂为热塑料树脂，在步骤1中，首先加热使热塑性树脂降低粘性，使其成为可流动状态。
根据本发明的一个实施例，使预浸料降温固化。
根据本发明的一个实施例，所述纤维布为玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、硼纤维、石棉纤维、芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维、棉纤维和剑麻中的一种或任意几种制成。
根据本发明的一个实施例，所述步骤3中，通过加热使相邻两层瓦楞片中的树脂粘接或者使用胶黏剂使相邻两层瓦楞片的接触面粘接。
本发明的还一目的是提供一种用于制造复合材料蜂窝结构的设备。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
用于制造复合材料蜂窝结构的设备，其特征在于，包括放卷辊、树脂槽、树脂固化设备、数个用于运输纤维布的辊筒和收卷辊；所述放卷辊可转动地设置，用于支撑纤维布卷并可将纤维布放出；所述树脂槽用于盛放树脂；所述树脂固化设备用于使纤维布浸渍的树脂固化，制成预浸料；预浸料端部缠绕在收卷辊上，所述收卷辊可转动地设置，用于将预浸料卷绕成卷；所述多个辊筒用于支撑纤维布或预浸料；纤维布卷放置于所述放卷辊上，预浸料端部缠绕于所述收卷辊上，收卷辊转动可不断地将纤维布拉出，纤维布依次经过多个辊筒并进入树脂槽内浸渍树脂，再经过树脂固化设备处理后制成预浸料并由所述收卷辊卷绕成卷。
根据本发明的一个实施例，所述树脂固化设备为烘箱或降温装置。
根据本发明的一个实施例，还包括模压设备，所述模压设备用于将浸渍树脂的纤维布模压为需要的形状的瓦楞片。
根据本发明的一个实施例，所述模压设备包括多个压块，部分或全部压块可移动地设置。
根据本发明的一个实施例，所述模压设备包括两个上压块和一个下压块，所述一个下压块位于所述两个上压块之间；所述两个上压块升降地设置或者所述一个下压块可升降地设置。
根据本发明的一个实施例，所述模压设备包括两个下压块和一个上压块，所述一个上压块位于所述两个下压块之间；所述两个下压块升降地设置或者所述一个上压块可升降地设置。
根据本发明的一个实施例，所述上压块和所述下压块截面为矩形、正方形或者梯形；梯形的上压块与下压块的上底相对设置。
根据本发明的一个实施例，所述多个压块设置于烘箱内，在加热预浸料的同时对预浸料模压。
根据本发明的一个实施例，所述树脂槽可升温地设置。
与现有技术相比，本发明提供的复合材料蜂窝结构的制造方法及用于制造复合材料蜂窝结构的设备，利用本发明中的设备使纤维布依次进行树脂浸渍及固化，可以实现自动化生产预浸料，再利用模压设备将预浸料模压成型为需要形状的瓦楞片，瓦楞片层叠后使相邻两层瓦楞片粘接即可制造出复合材料的蜂窝结构。树脂采用热固性树脂或热塑性树脂，可利用加热方式使其降低粘性而成为可流动状态，便于浸渍在纤维布上。在生产过程中无需使用溶剂稀释，因此也就不存在溶剂挥发带来的污染问题，生产过程环保。
附图说明
图1为本发明的实施例1涉及的预浸料的制作流程和制作设备的示意图。
图2为本发明的实施例1涉及的瓦楞片的制作流程和制作设备的示意图。
图3为本发明的实施例1制成的瓦楞片的结构示意图。
图4为本发明的实施例1涉及的用粘结剂粘结拼合界面形成复合材料蜂窝结构的示意图。
图5为本发明的实施例1制成的蜂窝结构截面示意图。
图6为本发明制造的另一种形状的蜂窝孔的蜂窝结构示意图。
图7为本发明的实施例2涉及的瓦楞片生产的流程和设备的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的描述。
实施例1
步骤1，预浸料的制作：
如图1所示，将卷有碳纤维布卷01放置在放卷辊11上，放卷辊11可转动地设置。放卷辊11转动可将碳纤维布02放出。碳纤维布02端部卷绕在收卷辊14上。收卷辊14可转动地设置。收卷辊14转动可将碳纤维布02卷绕成卷。在放卷辊11和收卷辊14之间设置有树脂槽12和树脂固化设备13，以及多个辊筒15。所述树脂槽12用于盛放树脂；所述树脂固化设备13用于使纤维布浸渍的树脂固化；所述多个辊筒15用于支撑纤维布02。纤维布02在收卷辊14的拉动下，依次进入树脂槽12浸渍树脂，再经过树脂固化设备13将纤维布02上浸渍的树脂固化，制成预浸料03后卷绕成卷。
所述碳纤维布还可以使用玻璃纤维、金属纤维、硼纤维、石棉纤维、芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维、棉纤维和剑麻中的一种或任意几种制成。
所述树脂可以采用热塑性树脂，还可以采用热固性树脂。所述热固性树脂为环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、苯并噁嗪树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂中的一种或任意几种。
在所述树脂槽12中，所选树脂优选为粘性适当，易于浸渍则碳纤维布02上的树脂。如树脂粘性大不易流动，则可通过加热降低其粘性，使其成为可流动状态。使树脂成为可流动状态的目的是为了使树脂易于均匀浸渍在纤维布02上。因此，根据使用的需要，如需加热，则树脂槽12为可升温的树脂槽02。其升温可采用现有技术实现，比如设置电加热器对树脂槽02加热。
树脂固化设备13用于将浸渍在碳纤维布02上的树脂固化，制成复合材料的预浸料03。树脂固化设备13可依树脂类型而定，如采用热固性树脂，则树脂固化设备13为加热设备，比如烘箱。如选用热塑性树脂，则树脂固化设备13为降温设备，比如风扇。经树脂固化设备处理后，制成预浸料03。
预浸料03可经收卷辊14卷绕成卷，然后再使用模压设备制成瓦楞片。
步骤2，瓦楞片的制造。
将步骤1得到的预浸料加热软化后进行模压，形成特定形状的瓦伦定型基片。
如图2所示，将卷有预浸料02的第二放卷辊16放出预浸料02，然后将放出的预浸料03放入烘箱17内加热软化，同时用位于烘箱17内的上压块18和下压块19模压形成特定形状的瓦楞片04。压块18数目为多个，可根据需要的瓦楞片04形状选择模压块18的截面形状，如矩形、正方形或者梯形等。在如图所示的示例中，包括两个上压块18和一个下压块19。上压块18和下压块19的截面形状为梯形。梯形的上压块18的上底181和下压块19的上底191相对设置。下压块19位于两个上压块18之间。上压块18和下压块19两者均可升降地设置或其中一个可升降地设置。上压块18和下压块19相对移动时可冲压预浸料03，使其被压为需要的形状，形成如图所示的瓦楞片04。
在所述烘箱17的出口外设置切割装置20；所述切割装置20用于将从烘箱17内的成型瓦楞片04根据需要的长度进行切割。
步骤3，复合材料蜂窝结构的制造。
如图4所示，将步骤2得到的瓦楞片04层叠拼合，上下相邻的两层瓦楞片04用粘结剂20粘结拼合界面，形成如图4所示的复合材料的蜂窝结构。
除使用粘结剂粘接瓦楞片04外，如使用的树脂具有足够的粘接性，也可以加热使上下相接触的两层瓦楞片04粘接，如图5所示，上下直接接触形成接触界面26。
图6所示为另一种形状的蜂窝孔的复合材料蜂窝结构示意图。将上压块18和下压块19的截面形状更换为矩形或者正方形，即可制成如图6所示形状的蜂窝孔的蜂窝结构，将上下两层瓦楞片04直接接触粘结形成接触界面26。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于，纤维布浸渍树脂后，在树脂固化之前或者在树脂固化过程中，使用模压设备冲压预浸料，使其成为需要的形状，经树脂固化设备处理后形成需要形状的瓦楞片。
如图7所示，将卷有纤维布05的放卷架21放出纤维布05，在加热树脂槽22中盛放有经过加热的热固性树脂(不含溶剂)，将放出的玻璃纤维布05放入加热树脂槽中浸润热固性树脂，然后将浸润有热固性树脂的纤维布直接送入加热软化烘箱23内，在加热软化烘箱23内成型模具24模压形成特定形状的瓦楞片06。在所述加热软化烘箱23的出口处设置切割装置25；所述切割装置25用于将从加热软化烘箱23内的成型模具24出来的瓦楞片06根据需要的长度进行切割。
与现有技术相比，本发明提供的复合材料蜂窝结构的制造方法及用于制造复合材料蜂窝结构的设备，利用本发明中的设备使纤维布依次进行树脂浸渍及固化，可以实现自动化生产预浸料，再利用模压设备将预浸料模压成型为需要形状的瓦楞片，瓦楞片层叠后使相邻两层瓦楞片粘接即可制造出复合材料的蜂窝结构。树脂采用热固性树脂或热塑性树脂，可利用加热方式使其降低粘性而成为可流动状态，便于浸渍在纤维布上。在生产过程中无需使用溶剂稀释，因此也就不存在溶剂挥发带来的污染问题，生产过程环保。
本发明中的实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本发明保护范围内。
Claims (18)
1.复合材料蜂窝结构的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，将纤维布浸润树脂材料，制成预浸料；
步骤2，将步骤1得到的预浸料进行模压，形成需要形状的瓦楞片；
步骤3，将步骤2得到的多片瓦楞片层叠拼合，形成复合材料蜂窝结构。
2.根据权利要求1所述的复合材料蜂窝结构的制造方法，其特征在于，所述树脂为热固性树脂或热塑性树脂。
3.根据权利要求1或2所述的复合材料蜂窝结构的制造方法，其特征在于，所述树脂为热固性树脂，在步骤1中，首先使热固性树脂降低粘性，使其成为可流动状态。
4.根据权利要求1或2所述的复合材料蜂窝结构的制造方法，其特征在于，所述热固性树脂为环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、苯并噁嗪树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂中的一种或任意几种。
5.根据权利要求1所述的复合材料蜂窝结构的制造方法，其特征在于，所述步骤1中，将预浸料加热使其固化。
6.根据权利要求1或2所述的复合材料蜂窝结构的制造方法，其特征在于，所述树脂为热塑料树脂，在步骤1中，首先加热使热塑性树脂降低粘性，使其成为可流动状态。
7.根据权利要求6所述的复合材料蜂窝结构的制造方法，其特征在于，使预浸料降温固化。
8.根据权利要求1所述的复合材料蜂窝结构的制造方法，其特征在于，所述纤维布为玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、硼纤维、石棉纤维、芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维、棉纤维和剑麻中的一种或任意几种制成。
9.根据权利要求1所述的复合材料蜂窝结构的制造方法，其特征在于，所述步骤3中，通过加热使相邻两层瓦楞片中的树脂粘接或者使用胶黏剂使相邻两层瓦楞片的接触面粘接。
10.用于制造复合材料蜂窝结构的设备，其特征在于，包括放卷辊、树脂槽、树脂固化设备、数个用于运输纤维布的辊筒和收卷辊；所述放卷辊可转动地设置，用于支撑纤维布卷并可将纤维布放出；所述树脂槽用于盛放树脂；所述树脂固化设备用于使纤维布浸渍的树脂固化，制成预浸料；预浸料端部缠绕在收卷辊上，所述收卷辊可转动地设置，用于将预浸料卷绕成卷；所述多个辊筒用于支撑纤维布或预浸料；纤维布卷放置于所述放卷辊上，预浸料端部缠绕于所述收卷辊上，收卷辊转动可不断地将纤维布拉出，纤维布依次经过多个辊筒并进入树脂槽内浸渍树脂，再经过树脂固化设备处理后制成预浸料并由所述收卷辊卷绕成卷。
11.根据权利要求10所述的用于制造复合材料蜂窝结构的设备，其特征在于，所述树脂固化设备为烘箱或降温装置。
12.根据权利要求10所述的用于制造复合材料蜂窝结构的设备，其特征在于，还包括模压设备，所述模压设备用于将浸渍树脂的纤维布模压为需要的形状的瓦楞片。
13.根据权利要求12所述的用于制造复合材料蜂窝结构的设备，其特征在于，所述模压设备包括多个压块，部分或全部压块可移动地设置。
14.根据权利要求13所述的用于制造复合材料蜂窝结构的设备，其特征在于，所述模压设备包括两个上压块和一个下压块，所述一个下压块位于所述两个上压块之间；所述两个上压块升降地设置或者所述一个下压块可升降地设置。
15.根据权利要求13所述的用于制造复合材料蜂窝结构的设备，其特征在于，所述模压设备包括两个下压块和一个上压块，所述一个上压块位于所述两个下压块之间；所述两个下压块升降地设置或者所述一个上压块可升降地设置。
16.根据权利要求14或15所述的用于制造复合材料蜂窝结构的设备，其特征在于，所述上压块和所述下压块截面为矩形、正方形或者梯形；梯形的上压块与下压块的上底相对设置。
17.根据权利要求13所述的用于制造复合材料蜂窝结构的设备，其特征在于，所述多个压块设置于烘箱内，在加热预浸料的同时对预浸料模压。
18.根据权利要求10所述的用于制造复合材料蜂窝结构的设备，其特征在于，所述树脂槽可升温地设置。
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2017
- 2017-07-14 CN CN201710575669.7A patent/CN107244087A/zh active Pending
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