CN111396487A - 一种高强减振蜂窝芯及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种高强减振蜂窝芯，包括多个外层蜂窝单元，相邻的两个外层蜂窝单元紧密贴合，每个外层蜂窝单元中设置有至少两个嵌套的填充蜂窝单元，外层蜂窝单元和填充蜂窝单元之间以及相邻的两个填充蜂窝单元之间均设置有填充料。本发明提供一种高强减振蜂窝芯及其制造方法，蜂窝芯整体性能更好。

Description

一种高强减振蜂窝芯及其制造方法

技术领域

本发明涉及蜂窝芯领域，具体的说是一种高强减振蜂窝芯及其制造方法。

背景技术

铝蜂窝板由于重量轻、强度高、刚性大、稳定性好、隔热隔声等一系列优点，现已广泛应用于轨道交通、建筑、船舶、飞机等领域中。铝蜂窝板是由铝面板和铝蜂窝芯组成。传统的铝蜂窝芯是由铝带压制成六边形的锯齿，进而胶粘连接成单一的六边形蜂窝芯结构。铝蜂窝芯是铝蜂窝板的承重结构，单一的六边形蜂窝芯的中心空隙较大，其强度较低且减振能力不强。如在高速列车的地板上，若女士穿的高跟鞋很尖或有很尖锐的承重物体，重量很大，就可能踩踏或刺穿蜂窝板，嵌入蜂窝芯。另外，高速列车与火车轨道铁轨不断的碰撞，易产生大的振动，给人们带来很大不便。

目前现有技术所提供的铝蜂窝芯虽然具有一定强度和减振功效，但在承受较大压力或在振动减振方面还存在较大提升空间。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种高强减振蜂窝芯及其制造方法，蜂窝芯整体性能更好。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：一种高强减振蜂窝芯，包括多个外层蜂窝单元，相邻的两个外层蜂窝单元紧密贴合，每个外层蜂窝单元中设置有至少两个嵌套的填充蜂窝单元，外层蜂窝单元和填充蜂窝单元之间以及相邻的两个填充蜂窝单元之间均设置有填充料。

作为本发明高强减震蜂窝芯的进一步优化：所述填充蜂窝单元设置为两个，分别是设置在所述外层蜂窝单元中的中间层蜂窝单元和设置在中间层蜂窝单元中的内层蜂窝单元，外层蜂窝单元与中间层蜂窝单元之间、中间层蜂窝单元与内层蜂窝单元之间以及内层蜂窝单元内部均填充有所述填充料。

作为本发明高强减震蜂窝芯的进一步优化：所述外层蜂窝单元外壁的截面呈正六边形，所述中间层蜂窝单元和所述内层蜂窝单元均呈圆筒状。

作为本发明高强减震蜂窝芯的进一步优化：所述填充料设置为碳纤维编织网。

制造一种高强减振蜂窝芯的方法，包括如下步骤：

1)选取厚度为0.1-0.2mm的铝带并且弯折成S型；

2)将多个铝带并列点焊到一起形成多个所述外层蜂窝单元；

3)选取多条厚度为0.1-0.2mm的铝带加工所述填充蜂窝单元；

4)将所述外层蜂窝单元和所述填充蜂窝单元通过装配模具装配到一起，装配模具包括底板，底板上固定设置有多个与所述外层蜂窝单元一一对应的定位单元，定位单元包括与外层蜂窝单元对应的外层定位框架以及设置在外层定位框架中的至少两个与所述填充蜂窝单元一一对应的填充定位框架；

5)在所述外层蜂窝单元与所述填充蜂窝单元之间以及填充蜂窝单元之间填充所述填充料得到蜂窝芯。

作为本发明高强减震蜂窝芯制造方法的进一步优化：步骤1)中，将铝带弯折后进行退火处理。

作为本发明高强减震蜂窝芯制造方法的进一步优化：步骤1)和步骤3)中，铝带均选择为6063铝带。

作为本发明高强减震蜂窝芯制造方法的进一步优化：步骤3)的具体方法为：

3.1)选取多条厚度为0.1-0.2mm的铝带均弯折成S型，每个所述填充蜂窝单元对应两条铝带，对应于一个填充蜂窝单元的两条铝带的弯折处的尺寸相同；

3.2)对弯折后的履带进行退火处理，将对应于一个所述填充蜂窝单元的两条铝带并列点焊到一起，然后切割得到填充蜂窝单元。

本发明由多层蜂窝单元嵌套而成，层叠的蜂窝单元弥补了单层蜂窝单元的空隙，使单位面积承压能力增强，从而提升了蜂窝芯整体的性能，并且填充了填充料，利用填充料将蜂窝芯连成整体，进一步提升了蜂窝芯的强度。

附图说明

图1是蜂窝芯的主视图；

图2是加工模具的结构示意图。

附图标记：1-外层蜂窝单元，2-中间层蜂窝单元，3-内层蜂窝单元，4-填充料，5-底板，6-外层定位框架，7-中间层定位框架，8-内层定位框架。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

请参阅图1和2，一种高强减振蜂窝芯，包括多个外层蜂窝单元1，相邻的两个外层蜂窝单元1紧密贴合，每个外层蜂窝单元1中设置有至少两个嵌套的填充蜂窝单元，外层蜂窝单元1和填充蜂窝单元之间以及相邻的两个填充蜂窝单元之间均设置有填充料4。

本发明由多层蜂窝单元嵌套而成，层叠的蜂窝单元弥补了单层蜂窝单元的空隙，使单位面积承压能力增强，从而提升了蜂窝芯整体的性能，并且填充了填充料4，利用填充料4将蜂窝芯连成整体，进一步提升了蜂窝芯的强度。

填充蜂窝单元设置为两个，分别是设置在外层蜂窝单元1中的中间层蜂窝单元2和设置在中间层蜂窝单元2中的内层蜂窝单元3，外层蜂窝单元1与中间层蜂窝单元2之间、中间层蜂窝单元2与内层蜂窝单元3之间以及内层蜂窝单元3内部均填充有填充料4。填充蜂窝单元的层数越多，则对蜂窝芯性能的提升越大，但是相应的会提升制造难度和成本，根据实际的需要，可以改变填充蜂窝芯的层数，本发明优选为两层，在性能和成本之间进行了良好的平衡。

外层蜂窝单元1外壁的截面呈正六边形，中间层蜂窝单元2和内层蜂窝单元3均呈圆筒状。在本发明其它的实施方式中，也可以改变形状，例如将中间层蜂窝单元2和内层蜂窝单元3的外壁的截面也设置为正六边形或者整体设置为方筒状。

填充料4设置为碳纤维编织网。利用碳纤维编织网具有吸收冲击和减振的特性进一步提升蜂窝芯的整体减振能力。

制造一种高强减振蜂窝芯的方法，包括步骤1)至步骤5)。

1)选取厚度为0.1-0.2mm的铝带并且弯折成S型。

2)将多个铝带并列点焊到一起形成多个外层蜂窝单元1。

3)选取多条厚度为0.1-0.2mm的铝带加工填充蜂窝单元。

4)将外层蜂窝单元1和填充蜂窝单元通过装配模具装配到一起，装配模具包括底板5，底板5上固定设置有多个与外层蜂窝单元1一一对应的定位单元，定位单元包括与外层蜂窝单元1对应的外层定位框架6以及设置在外层定位框架6中的至少两个与填充蜂窝单元一一对应的填充定位框架。具体的说，填充定位框架包括与中间层蜂窝单元2对应的中间层定位框架7和与内层蜂窝单元3对应的内层定位框架8。其中外层定位框架6外壁的截面呈正六边形并且边长与外层蜂窝单元1内壁的边长相等，中间层定位框架7和内层定位框架8均呈圆筒状，中间层定位框架7的外径与中间层蜂窝单元2的内径相等，内层定位框架8的外径与内层蜂窝单元3的内径相等。

5)在外层蜂窝单元1与填充蜂窝单元之间以及填充蜂窝单元之间填充填充料4得到蜂窝芯。

采用本方法，可以快速地制造上述蜂窝芯，并且定位准确，保证了蜂窝芯的性能。

步骤1)中，将铝带弯折后进行退火处理，并且打磨去除毛边。

步骤1)和步骤3)中，铝带均选择为6063铝带。6063铝材的性能优良，能够保证蜂窝芯的最终性能。在本发明其它的实施方式中，可以根据实际的应用场景选择其它型号的铝材。

步骤3)的具体方法为步骤3.1)至步骤3.2)。

3.1)选取多条厚度为0.1-0.2mm的铝带均弯折成S型，每个填充蜂窝单元对应两条铝带，对应于一个填充蜂窝单元的两条铝带的弯折处的尺寸相同。

3.2)对弯折后的履带进行退火处理和打磨去除毛边，将对应于一个填充蜂窝单元的两条铝带并列点焊到一起，然后切割得到填充蜂窝单元。

需要说明的是，这里S型是指铝带整体的形状，每个弯折处的形状根据外层蜂窝单元1的形状确定，在本发明中每个弯折处的形状均为半正六边形。

以下提供本方法的三种具体实施例。

实施例1。

一种高强减振铝蜂窝芯的制造方法，包括如下步骤。

1)选取厚度为0.1mm的6063铝带，将铝带压制成边长15mm的半正六边形锯齿形铝带，锯齿角度为120°。

2)将压制的边长15mm的半正六边形铝带进行退火处理后，点焊成蜂窝芯结构，打磨去除毛边，得到蜂窝芯结构备用。

3)选取厚度为0.1mm的6063铝带，将铝带分别压制成半径10mm、6mm的半圆形锯齿铝带进行退火处理后，点焊成单个的圆形蜂窝单元，打磨去除毛边，得两种规格的蜂窝芯，将两种规格蜂窝芯单元分别套入定位模具的定位凸台上。

4)将步骤3的定位模具对准步骤2的蜂窝结构，将不同半径的蜂窝芯单元一起压入对应的蜂窝孔，得到层叠的蜂窝芯结构。

5)在层叠蜂窝芯结构之间填充钉扎的碳纤维编制网，得到高强减振蜂窝芯。

实施例2。

一种高强减振铝蜂窝芯的制造方法，包括如下步骤。

1)选取厚度为0.15mm的6063铝带，将铝带压制成边长15mm的半正六边形锯齿形铝带，锯齿角度为120°。

2)将压制的边长15mm的半正六边形铝带进行退火处理后，点焊成蜂窝芯结构，打磨去除毛边，得到蜂窝芯结构备用。

3)选取厚度为0.15mm的6063铝带，将铝带分别压制成半径10mm、6mm的半圆形锯齿铝带进行退火处理后，点焊成单个的圆形蜂窝单元，打磨去除毛边，得两种规格的蜂窝芯，将两种规格蜂窝芯单元分别套入定位模具的定位凸台上。

4)将步骤3的定位模具对准步骤2的蜂窝结构，将不同半径的蜂窝芯单元一起压入对应的蜂窝孔，得到层叠的蜂窝芯结构。

5)在层叠蜂窝芯结构之间填充钉扎的碳纤维编制网，得到高强减振蜂窝芯。

实施例3。

一种高强减振铝蜂窝芯的制造方法，包括如下步骤。

1)选取厚度为0.2mm的6063铝带，将铝带压制成边长15mm的半正六边形锯齿形铝带，锯齿角度为120°。

2)将压制的边长15mm的半正六边形铝带进行退火处理后，点焊成蜂窝芯结构，打磨去除毛边，得到蜂窝芯结构备用。

3)选取厚度为0.2mm的6063铝带，将铝带分别压制成半径10mm、6mm的半圆形锯齿铝带进行退火处理后，点焊成单个的圆形蜂窝单元，打磨去除毛边，得两种规格的蜂窝芯，将两种规格蜂窝芯单元分别套入定位模具的定位凸台上。

4)将步骤3的定位模具对准步骤2的蜂窝结构，将不同半径的蜂窝芯单元一起压入对应的蜂窝孔，得到层叠的蜂窝芯结构。

5)在层叠蜂窝芯结构之间填充钉扎的碳纤维编制网，得到高强减振蜂窝芯。

对比例：与实施例1同，只是只有单层边长20mm的正六边形蜂窝芯。

实施例1-3和对比例所制备的蜂窝芯进行平压强度测试，结果如表1所示。

表1测试结果

制造方法	平压强度/MPa
		实施例1	2.76
实施例2	3.82
		实施例3	4.95
对比例	0.85

从测试结果可以看出，本发明的性能要远远优于传统蜂窝芯。此外，选用的铝材越厚，则性能越好，可以根据实际的应用场景进行选择。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种高强减振蜂窝芯，其特征在于：包括多个外层蜂窝单元（1），相邻的两个外层蜂窝单元（1）紧密贴合，每个外层蜂窝单元（1）中设置有至少两个嵌套的填充蜂窝单元，外层蜂窝单元（1）和填充蜂窝单元之间以及相邻的两个填充蜂窝单元之间均设置有填充料（4）。

2.如权利要求1所述的一种高强减振蜂窝芯，其特征在于：所述填充蜂窝单元设置为两个，分别是设置在所述外层蜂窝单元（1）中的中间层蜂窝单元（2）和设置在中间层蜂窝单元（2）中的内层蜂窝单元（3），外层蜂窝单元（1）与中间层蜂窝单元（2）之间、中间层蜂窝单元（2）与内层蜂窝单元（3）之间以及内层蜂窝单元（3）内部均填充有所述填充料（4）。

3.如权利要求2所述的一种高强减振蜂窝芯，其特征在于：所述外层蜂窝单元（1）外壁的截面呈正六边形，所述中间层蜂窝单元（2）和所述内层蜂窝单元（3）均呈圆筒状。

4.如权利要求1所述的一种高强减振蜂窝芯，其特征在于：所述填充料（4）设置为碳纤维编织网。

5.制造如权利要求1所述的一种高强减振蜂窝芯的方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）选取厚度为0.1-0.2mm的铝带并且弯折成S型；

2）将多个铝带并列点焊到一起形成多个所述外层蜂窝单元（1）；

3）选取多条厚度为0.1-0.2mm的铝带加工所述填充蜂窝单元；

4）将所述外层蜂窝单元（1）和所述填充蜂窝单元通过装配模具装配到一起，装配模具包括底板（5），底板（5）上固定设置有多个与所述外层蜂窝单元（1）一一对应的定位单元，定位单元包括与外层蜂窝单元（1）对应的外层定位框架（6）以及设置在外层定位框架（6）中的至少两个与所述填充蜂窝单元一一对应的填充定位框架；

5）在所述外层蜂窝单元（1）与所述填充蜂窝单元之间以及填充蜂窝单元之间填充所述填充料（4）得到蜂窝芯。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤1）中，将铝带弯折后进行退火处理。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤1）和步骤3）中，铝带均选择为6063铝带。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤3）的具体方法为：

3.1）选取多条厚度为0.1-0.2mm的铝带均弯折成S型，每个所述填充蜂窝单元对应两条铝带，对应于一个填充蜂窝单元的两条铝带的弯折处的尺寸相同；

3.2）对弯折后的履带进行退火处理，将对应于一个所述填充蜂窝单元的两条铝带并列点焊到一起，然后切割得到填充蜂窝单元。

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