CN109500546A - 铝蜂窝芯的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铝蜂窝芯的制造方法，包括：步骤S1，对铝箔带基材进行辊压或冲压操作，以使铝箔带基材形成瓦楞状的片状基材；步骤S2，对多片片状基材依次叠置并焊接相邻两片片状基材，以形成铝蜂窝芯。本发明解决了现有技术中的铝蜂窝芯的制造方法工序复杂，并且对铝箔料过厚的铝蜂窝芯制造方法难于操控，而导致制造成型的铝蜂窝芯的芯格不规则、强度低、生产效率低并且限制了产品应用领域的问题。
Description
技术领域
本发明涉及蜂窝芯技术领域，具体而言，涉及一种铝蜂窝芯的制造方法。
背景技术
铝蜂窝芯因其具有质地轻薄、强度高、相对密度小、压缩变形能力大以及形变可控性优良等特点，而作为被航空航天领域和舰船领域广为使用的减震缓冲材料。
现有的铝蜂窝芯的制造方法主要是先行通过对平整的铝箔带基材胶接或焊接，之后再对连接后的铝箔带基材拉伸而形成；采用拉伸工艺形成的铝蜂窝会受施胶宽度、胶水粘接力以及芯材的基本力学和物理性能等多种因素影响，从而造成拉伸过程中出现局部拉伸不足或拉伸过量的缺陷，进而导致制成的蜂窝芯形状不够规则，产品品质的稳定性差，采用拉伸工艺形成铝蜂窝芯受到了铝箔带基材厚度和宽度的限制，也就是说，当铝箔带基材越厚、越宽，越难以确保拉伸工艺的操控精度，从而导致制造成型的铝蜂窝芯易出现变形或缝隙，难以保证铝蜂窝芯的结构完整性。现有的铝蜂窝芯的基材厚度从0.03mm到0.1mm，基材厚度超过0.1mm采用拉伸工艺制造困难，而且存在不规则的蜂窝形状。现有铝蜂窝芯的制造方法大大地限制了制造出的铝蜂窝芯的规格和比强度，从而限制了其使用范围及领域。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种铝蜂窝芯的制造方法，以解决现有技术中的铝蜂窝芯的制造方法工序复杂，并且对铝箔料过厚的铝蜂窝芯制造方法难于操控，而导致制造成型的铝蜂窝芯的芯格不规则、产品品质稳定性差、强度低、生产效率低并且限制了产品应用领域的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种铝蜂窝芯的制造方法，包括：步骤S1，对铝箔带基材进行辊压或冲压操作，以使铝箔带基材形成瓦楞状的片状基材；步骤S2，对多片片状基材依次叠置并焊接相邻两片片状基材，以形成铝蜂窝芯。
进一步地，在步骤S2中，采用激光焊工艺或电阻点焊工艺在相邻的两片片状基材的接触位置进行焊接作业。
进一步地，瓦楞状的片状基材包括交错连接且呈条状的多个凹陷结构和多个凸起结构，相邻的两片片状基材中的一个片状基材的多个凸起结构和另一片片状基材的多个凹陷结构一一对应接触形成接触部，各接触部的长度方向上间隔形成有多个焊点，且相邻两个接触部之间形成芯格。
进一步地，瓦楞状的片状基材包括交错连接且呈条状的多个凹陷结构和多个凸起结构，相邻的两片片状基材中的一个片状基材的多个凸起结构和另一片片状基材的多个凹陷结构一一对应接触形成接触部，各接触部的长度方向上均形成有连续的焊道，且相邻两个接触部之间形成芯格。
进一步地，在步骤S2之后还包括步骤S30，采用钎焊工艺直接在铝蜂窝芯的两侧焊接加固板材，或采用钎焊工艺在铝蜂窝芯(1)的芯层之间焊接。
进一步地，在步骤S2之后还包括步骤S31，将铝蜂窝芯侵入胶池中进行涂胶或者直接喷胶，当芯格浸入胶液后取出铝蜂窝芯，并除去芯格内的部分多余胶液后进行加热固化，芯格之间形成连续的胶液层。
进一步地，加热固化的温度大于等于70℃且小于等于180℃。
进一步地，芯格的孔截面为圆形、椭圆形或多边形。
进一步地，芯格的孔截面为正六边形。
进一步地，在步骤S1中，对铝箔带基材进行连续辊压或冲压操作后裁剪，以形成预定尺寸的片状基材。
应用本发明的技术方案，通过对铝箔带基材进行辊压或冲压操作，使铝箔带基材形成瓦楞状的片状基材；之后对多片片状基材依次叠置并焊接相邻两片片状基材，以形成铝蜂窝芯。
这种铝蜂窝芯的制造方法有效避免了使用传统制造方法中复杂的拉伸工艺，即不依靠拉伸工艺形成六边形的芯格，所以利用本发明提供的铝蜂窝芯的制造方法制造出的铝蜂窝芯不受拉伸成型为六边形的条件限制，解决了片状基材过厚或过宽而不易被拉伸成型以及制造成型的铝蜂窝芯的生产效率低，铝蜂窝芯形状不规则，强度低，产品规格受限的问题。
也就是说，利用本发明提供的铝蜂窝芯的制造方法，扩展了铝蜂窝芯的制造规格尺寸范围，通过更换成型工装或模具也可以制造出各种不同规格尺寸、不同形状的铝蜂窝芯，且有效地保证了制造出的铝蜂窝芯的加工精度，提高了铝蜂窝芯的使用可靠性。
不仅如此，对铝箔带基材进行辊压或冲压操作，其操作工艺简单，成本低廉，加工自动化程度高，大大地降低了铝蜂窝芯的加工制造成本，提高了铝蜂窝芯的生产制造效率。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明实施例一的铝蜂窝芯的制造方法的流程图；
图2示出了根据本发明实施例二的铝蜂窝芯的制造方法的流程图；
图3示出了铝箔带盘绕形成铝箔带卷的结构示意图；
图4示出了对铝箔带基材进行辊压操作的状态示意图；
图5示出了对铝箔带基材进行辊压操作或冲压操作形成的瓦楞状的片状基材的结构示意图；
图6示出了对多片片状基材依次叠置并焊接后形成的铝蜂窝芯的结构示意图；
图7示出了图6中的铝蜂窝芯的另一个角度的结构示意图；
图8示出了将铝蜂窝芯侵入胶池中进行涂胶作业的状态示意图；
图9示出了相邻两片片状基材叠置的状态示意图；
图10示出了铝蜂窝芯上的焊点处的放大示意图；
图11示出了铝蜂窝芯上的胶液层的位置示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
1、铝蜂窝芯；2、胶池；100、片状基材；101、凹陷结构；102、凸起结构；103、接触部；104、芯格；11、胶液层；200、铝箔带卷；201、铝箔带基材；300、焊点；400、压辊。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了解决现有技术中的铝蜂窝芯的制造方法工序复杂，并且对铝箔料过厚(厚度大于0.1mm)的铝蜂窝芯制造方法难于操控，而导致制造成型的铝蜂窝芯的芯格不规则、强度低、生产效率低并且限制了产品应用领域的问题，本发明提供了一种铝蜂窝芯的制造方法。
实施例一
如图2、图5至图7所示，铝蜂窝芯的制造方法包括：步骤S1，对铝箔带基材201进行辊压或冲压操作，以使铝箔带基材201形成瓦楞状的片状基材100；以及步骤S2，对多片片状基材100依次叠置并焊接相邻两片片状基材100，以形成铝蜂窝芯1。
这种铝蜂窝芯的制造方法有效避免了使用传统制造方法中的拉伸工艺，即不依靠拉伸工艺形成六边形的芯格，所以利用本发明提供的铝蜂窝芯1的制造方法制造出的铝蜂窝芯1不受拉伸成型为六边形的条件限制，解决了片状基材100过厚或过宽而不易被拉伸成型以及制造成型的铝蜂窝芯1的产品质量差的问题。
也就是说，利用本发明提供的铝蜂窝芯1的制造方法，扩展了铝蜂窝芯1的制造规格尺寸范围，通过更换成型工装或模具也可以制造出各种不同规格尺寸的铝蜂窝芯1，且有效地保证了制造出的铝蜂窝芯1的加工精度，提高了铝蜂窝芯1的使用可靠性。
不仅如此，对铝箔带基材201进行辊压或冲压操作，其操作工艺简单，成本低廉，加工自动化程度高，大大地降低了铝蜂窝芯1的加工制造成本，提高了铝蜂窝芯1的生产制造效率。
需要说明的是，图3示出了铝箔带盘绕形成铝箔带卷的结构示意图，可选地，在步骤S1中，对铝箔带基材201进行连续辊压或冲压操作后裁剪，以形成预定尺寸的片状基材100。这样，通过优化控制铝箔带基材201的尺寸，能够加工生产出多种不同结构尺寸的的铝蜂窝芯1，提高了产品的多样性。
在本实施例中，铝箔带卷200上盘绕的铝箔带的厚度为0.15mm，带料宽50mm。
此外，图4示出了对铝箔带基材进行辊压操作的状态示意图，在该实施例中，通过使用两个相向滚到的压辊400(成型工装的一部分)，从而起到了铝箔带基材201的输送和滚压作用，具体而言，两个压辊400上均开设有绕压辊400的周向设置多个环槽(图未示出)，相邻两个环槽之间形成环形滚压凸起(图未示出)，因此，类似于两个齿轮的啮合，两个压辊400相向滚动的同时，环槽和环形滚压凸起相配合，对铝箔带基材201进行辊压，从而形成图5中的瓦楞状的片状基材100。
当然，在本发明的另一个实施例中，使用具有瓦楞结构的模具对铝箔带基材201进行冲压，也能够轻松地加工制造出图5中的瓦楞状的片状基材100。
在本发明中，为了提高片状基材100之间的连接稳定性，从而提升铝蜂窝芯1的整体结构强度，步骤S2中，采用激光焊工艺或电阻点焊工艺在相邻的两片片状基材100的接触位置进行焊接作业。
具体而言，如图9和图10所示，瓦楞状的片状基材100包括交错连接且呈条状的多个凹陷结构101和多个凸起结构102，相邻的两片片状基材100中的一个片状基材100的多个凸起结构102和另一片片状基材100的多个凹陷结构101一一对应接触形成接触部103，各接触部103的长度方向上间隔形成有多个焊点300，且相邻两个接触部103之间形成芯格104。由于本发明中需要焊接的两片片状基材100不用达到由平片拉伸到六边形芯格的强度，因此，不需要激光焊接覆盖整个接触部103，即在接触部103上采用多点激光点焊的方式，这样使得片状基材100的变形区域较小，同时能可靠地保证焊点300圆润，确保相邻两片片状基材100焊接良好、稳定。
完成蜂窝芯胶接工艺过程，蜂窝芯胶接工艺不仅仅为浸入方式也可以喷胶、吸胶等方式，蜂窝芯胶接后进行加热固化处理。
此外，由于对多片片状基材100采用激光点焊，焊接区域小，经过压缩试验，其焊点300对铝蜂窝芯1的减震性能几乎没有影响；利用本发明提供的铝蜂窝芯1的制造方法制造出的铝蜂窝芯1的压缩变形能力大、形变可控性优良。
在本发明的另一个实施例中，瓦楞状的片状基材100包括交错连接且呈条状的多个凹陷结构101和多个凸起结构102，相邻的两片片状基材100中的一个片状基材100的多个凸起结构102和另一片片状基材100的多个凹陷结构101一一对应接触形成接触部103，各接触部103的长度方向上均形成有连续的焊道，且相邻两个接触部103之间形成芯格104。这样，能够进一步提升相邻两片片状基材100焊接良好、稳定。
可选地，焊道为条形状或条形交叉状或层层嵌套的圆环形。
如图8和图11所示，在步骤S2之后还包括步骤S31，将铝蜂窝芯1侵入胶池2中进行涂胶或者直接喷胶，当芯格104浸入胶液后取出铝蜂窝芯1，并除去芯格104内的部分多余胶液后进行加热固化，芯格104之间形成连续的胶液层11。需要说明的是，铝蜂窝芯1的胶接工艺不限于浸胶方式，也可选喷胶或吸胶的方式涂胶。本发明采用激光点焊固定多片片状基材100在进行浸胶加固，保证了铝蜂窝芯1的结构强度。还需要说明的是，如图9所示，吹去芯格104内的胶液后，接触部103部位的缝隙处会存留胶液；如图11所示，在芯格104之间形成连续的胶液层11，该部分胶液会包覆焊点300或焊道，片状基材100之间通过胶液连续连接，从而有利于铝蜂窝芯1结构强度的提升；也可选把片状基材100之间进行钎焊使其结构强度进一步提升。
可选地，为了确保制造成型的铝蜂窝芯1具有足够的强度，加热固化的温度大于等于70℃且小于等于180℃。
可选地，对铝蜂窝芯1进行浸胶加固中的胶液为环氧树脂胶黏剂。
当然，也可以采用喷涂胶和吸胶形式的方式加固铝蜂窝芯1。也可选把铝蜂窝芯1整体钎焊其结构强度进一步提升。
优选地，在本发明中，芯格104的孔截面为圆形、椭圆形或多边形。当然，利用对铝箔带基材201进行辊压或冲压操作，也可以使得最终加工成型的铝蜂窝芯1的芯格104的孔截面为其他形状。优选地，芯格104的孔截面为正六边形。
实施例二
如图1所示，该实施例与实施例一的区别在于，在步骤S2之后还包括步骤S30，采用钎焊工艺直接在铝蜂窝芯1的两侧焊接加固板材，或采用钎焊工艺在铝蜂窝芯的芯层之间焊接。如果在铝蜂窝芯1的两侧焊接加固板材或采用钎焊工艺焊接相邻的两个蜂窝芯1，就不需要对铝蜂窝芯1采用浸胶工艺，同样能够提升铝蜂窝芯1的结构强度。采用钎焊工艺焊接相邻的两个铝蜂窝芯1包括瓦楞状的片状基材100之间的钎焊，钎焊后的铝蜂窝芯1相比较胶结的铝蜂窝芯1能够使芯层之间形成牢固的冶金结合，接头强度高，使用工作温度更高，铝蜂窝芯1的整体强度更好。
此外，本发明制造的铝蜂窝芯1可以避免高温钎焊时采用胶接多片片状基材100出现的一些问题，胶接多片片状基材100形成的铝蜂窝芯1钎焊时须进炉高温脱胶，产生废气，不环保，钎焊一次，额外损耗钎焊炉的电能，成本极大地增加。而本发明采用对多片片状基材100进行激光点焊，成本降低，而且环保。
通过本发明提供的的铝蜂窝芯1的制造方法制造出的铝蜂窝芯1具有压缩变形能力大、形变可控性优良,具有良好的减震缓冲性能，经过对铝蜂窝芯1的试验，通过本发明的方法制造的料厚0.15mm的铝蜂窝芯与胶接的料厚0.1mm铝蜂窝芯同规格测试对比，本发明制造的铝蜂窝芯1压缩变形应力是胶接铝蜂窝的一倍左右，通过本发明的方法制造铝蜂窝芯1与胶接铝蜂窝芯以及接触面激光焊接的铝蜂窝芯进行压缩失效过程及有限元分析测试对比，本发明的方法制造的铝蜂窝芯1与胶接铝蜂窝芯压缩应力-应变曲线变化相同，呈明显的有规律的波浪形。需要说明的是，也可选铝箔基材辊压成瓦楞状后组成蜂窝在相邻的两片片状基材100之间的接触面上涂胶后焊接，在不相冲突的前提下，所描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
需要说明的是，也可选铝箔基材辊压成瓦楞状后组成蜂窝在相邻的两片片状基材100之间的接触面上涂胶后焊接，在不相冲突的前提下，所描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种铝蜂窝芯的制造方法，其特征在于，包括：
步骤S1，对铝箔带基材(201)进行辊压或冲压操作，以使所述铝箔带基材(201)形成瓦楞状的片状基材(100)；
步骤S2，对多片所述片状基材(100)依次叠置并焊接相邻两片所述片状基材(100)，以形成铝蜂窝芯(1)。
2.根据权利要求1所述的铝蜂窝芯的制造方法，其特征在于，在所述步骤S2中，采用激光焊工艺或电阻点焊工艺在相邻的两片所述片状基材(100)的接触位置进行焊接作业。
3.根据权利要求2所述的铝蜂窝芯的制造方法，其特征在于，瓦楞状的所述片状基材(100)包括交错连接且呈条状的多个凹陷结构(101)和多个凸起结构(102)，相邻的两片所述片状基材(100)中的一个所述片状基材(100)的多个所述凸起结构(102)和另一片所述片状基材(100)的多个所述凹陷结构(101)一一对应接触形成接触部(103)，各所述接触部(103)的长度方向上间隔形成有多个焊点(300)，且相邻两个接触部(103)之间形成芯格(104)。
4.根据权利要求2所述的铝蜂窝芯的制造方法，其特征在于，瓦楞状的所述片状基材(100)包括交错连接且呈条状的多个凹陷结构(101)和多个凸起结构(102)，相邻的两片所述片状基材(100)中的一个所述片状基材(100)的多个所述凸起结构(102)和另一片所述片状基材(100)的多个所述凹陷结构(101)一一对应接触形成接触部(103)，各所述接触部(103)的长度方向上均形成有连续的焊道，且相邻两个接触部(103)之间形成芯格(104)。
5.根据权利要求1所述的铝蜂窝芯的制造方法，其特征在于，在所述步骤S2之后还包括步骤S30，采用钎焊工艺直接在所述铝蜂窝芯的两侧焊接加固板材，或采用钎焊工艺在铝蜂窝芯(1)的芯层之间焊接。
6.根据权利要求3或4所述的铝蜂窝芯的制造方法，其特征在于，在所述步骤S2之后还包括步骤S31，将所述铝蜂窝芯(1)侵入胶池(2)中进行涂胶或者直接喷胶，当所述芯格(104)浸入胶液后取出所述铝蜂窝芯(1)，并除去所述芯格(104)内的部分多余胶液后进行加热固化，所述芯格(104)之间形成连续的胶液层(11)。
7.根据权利要求6所述的铝蜂窝芯的制造方法，其特征在于，所述加热固化的温度大于等于70℃且小于等于180℃。
8.根据权利要求3所述的铝蜂窝芯的制造方法，其特征在于，所述芯格(104)的孔截面为圆形、椭圆形或多边形。
9.根据权利要求8所述的铝蜂窝芯的制造方法，其特征在于，所述芯格(104)的孔截面为正六边形。
10.根据权利要求1所述的铝蜂窝芯的制造方法，其特征在于，在所述步骤S1中，对铝箔带基材(201)进行连续辊压或冲压操作后裁剪，以形成预定尺寸的所述片状基材(100)。
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