CN117141012A - 一种泡沫材料增强方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种泡沫材料增强方法，属于材料增强技术领域。所述增强方法，首先在泡沫材料内形成第一增强层，然后在泡沫材料内形成第二增强层，然后沿第三切割面切割后得到第三泡沫片材，在所述第三泡沫片材内，第一增强层和第二增强层互相配接形成格栅结构，可有效增强泡沫材料的抗压缩性能；该方法形成的第二增强层为连续结构，能有效承载并传递弯曲及剪切载荷，从而提高了泡沫材料的抗弯曲及剪切性能。所述增强方法各个工序操作简单，直接使用一体成型的大尺寸泡沫原材，适用于自动化、批量化、快速化生产，易于过程质量控制，有利于提高泡沫材料结构性能、提高成型效率。格栅材质、厚度及尺寸可进行适应性调整，根据使用要求进行匹配性设计。
Description
技术领域
本发明涉及材料增强技术领域，具体涉及一种泡沫材料增强方法。
背景技术
泡沫材料由于其重量轻、结构效率高，同时兼具隔音减振效果突出、抗冲击性能优异的特点，广泛应用于航空、航天、船舶、能源、轨道交通、汽车等领域。常见的泡沫包括PMI泡沫、PVC泡沫、PET泡沫、PU泡沫、EPP泡沫、MPP泡沫、酚醛泡沫等。
但是，泡沫的泡孔结构使其抗压缩性能较低。在现有技术中，通常在泡沫芯材上沿厚度方向制备通孔，其中一种方法为在通孔内填充树脂，在芯材与上下蒙皮结合制备成复合材料板材的过程中，树脂固化后形成树脂立柱，进而增加泡沫夹芯复合材料板材结构的压缩强度。另外，还可以采用纤维纱或针状结构复合材料填充泡沫芯材上的通孔，然后在芯材与上下蒙皮结合制备成复合材料板材的过程中，树脂浸润纤维纱或填充针状结构复合材料与泡沫芯材通孔间隙，树脂固化后，泡沫通孔形成复合材料立柱，并且复合材料立柱与泡沫芯材通孔壁紧密粘接，优异的复合材料立柱抗压缩性能及界面粘接性能进一步提高泡沫夹芯复合材料板材结构的压缩强度。
采用立柱结构的泡沫夹芯复合材料板材需要利用树脂流动进入泡沫通孔。但在制备工艺过程中，由于芯材面内均布大量的通孔，且受通孔自身尺寸影响，以及通孔填充纤维纱或复合材料针状结构后间隙大小的影响，树脂难以均匀地、完全地填充芯材通孔或浸润纤维纱，局部存在孔洞、干纱或复合材料针状结构与通孔壁无粘接的情况，导致泡沫夹芯复合材料板材结构局部缺陷，性能不达标。
为了确保树脂均匀地、完全地填充芯材通孔或浸润纤维纱，在注入树脂前，通常延长封装上下蒙皮及芯材的真空袋内抽真空的时间，确保真空袋内达到理想真空状态；注入树脂后，在理想真空的作用下，树脂在真空袋内流动，同时进一步延长注胶时间，确保树脂均匀地、完全地填充芯材通孔或浸润纤维纱，确保泡沫夹芯复合材料板材结构的性能。但这必将延长泡沫夹芯复合材料板材结构的成型时间，增加其制造成本，其生产效率也受影响。泡沫芯材制孔工序、填充纤维纱工艺或填充复合材料针状结构工序，涉及泡沫面内均布大量的通孔，如果采用人工完成，效率低、成本高，难以推广其应用；如果采用自动化设备完成，将大大增加其设备投入；另外，为了确保自动化制孔工序及填充工序可靠性，过程质量控制成本也不低。
并且，泡沫芯材通孔内的立柱结构为点阵结构，单从泡沫芯材来看，各立柱之间是独立的，并不相连，因而立柱结构之间无法直接传递载荷，对于泡沫芯材的抗压缩性能的提升有限，并且无法改善泡沫芯材抗弯曲性能和剪切性能。
发明内容
为解决现有技术中的上述缺陷或不足，本发明提供一种能够增强泡沫材料抗压缩性能、抗弯曲性能和剪切性能的方法。
本发明提供了泡沫材料增强方法，所述增强方法包括：
S1制备第一泡沫片材；
将泡沫原材沿多个互相平行的第一切割面切割，得到多个第一泡沫片材。
S2在两相邻的第一泡沫片材之间形成第一增强层；
将第一泡沫片材与第一增强层材料交替排列，然后复合成型，在两相邻的第一泡沫片材之间形成第一增强层，得到第一增强泡沫材料。
S3制备第二泡沫片材；
将第一增强泡沫材料沿多个互相平行的第二切割面切割，得到多个第二泡沫片材。
S4在两相邻的第二泡沫片材之间形成第二增强层；
将第二泡沫片材与第二增强层材料交替排列，然后复合成型，在两相邻的第二泡沫片材之间形成第二增强层，得到第二增强泡沫材料。
S5制备第三泡沫片材；
将第二增强泡沫材料沿多个互相平行的第三切割面切割，得到多个第三泡沫片材。
其中，第一增强层和第二增强层分别垂直于第三切割面，所述第一增强层与所述第二增强层之间具有一个预设夹角。
在所述第三泡沫片材内，所述第一增强层和所述第二增强层互相配接形成格栅结构，对第三泡沫片材进行增强，第二增强层为连续结构，第一增强层为非连续结构。
优选地，所述增强方法还包括：
S6由第三泡沫片材制备格栅增强泡沫夹芯复合材料板；
在所述第三泡沫片材的上表面形成上蒙皮层，且在所述第三泡沫片材的下表面形成下蒙皮层，得到格栅增强泡沫夹芯复合材料板。
优选地，所述增强方法还包括：
S7在两相邻的第三泡沫片材之间形成第三增强层；
将第三泡沫片材与第三增强层材料交替排列，然后复合成型，在两相邻的第三泡沫片材之间形成第三增强层，得到第三增强泡沫材料；
所述第一增强层、所述第二增强层和所述第三增强层互相配接形成三维格栅结构，对泡沫材料进行增强。
优选地，在步骤S4中，直接将第二泡沫片材与第二增强层材料交替并排放置后，复合成型；
位于一个所述第二增强层两侧的第一增强层在一条直线上；
所述预设夹角小于或等于90°且大于45°。
优选地，在步骤S4中，将相邻的两个第二泡沫片材第二切割面向上或向下错位放置，然后与第二增强层材料复合成型；
位于一个所述第二增强层两侧的第一增强层不在一条直线上；
所述预设夹角小于或等于90°且大于45°。
优选地，在步骤S4中，相邻的两个第二泡沫片材正面和反面交替放置，然后与第二增强层材料复合成型；
所述预设夹角小于90°且大于45°，一个所述第二增强层和位于其两侧的第一增强层形成鱼骨结构。
优选地，所述第一泡沫片材、所述第二泡沫片材和所述第三泡沫片材的切割表面均为粗糙面。
优选地，所述第一增强层材料、所述第二增强层材料、所述第三增强层材料各自独立地为金属片材、热塑性塑料片材、纤维增强复合材料片材、纤维增强树脂预浸料或芳纶纸片材中的任意一种。
优选地，所述上蒙皮层和所述下蒙皮层各自独立地为金属片材、热塑性塑料片材、纤维增强复合材料片材、纤维增强树脂预浸料或纤维织物预成型体中的任意一种。
优选地，上蒙皮层和下蒙皮层分别与第三泡沫片材通过结构胶复合或进行热复合；
所述第一增强层与第一泡沫片材通过结构胶复合或进行热复合；
所述第二增强层与第二泡沫片材通过结构胶复合或进行热复合；
所述第三增强层与第三泡沫片材通过结构胶复合或进行热复合。
本发明的有益效果包括：
本发明所述的泡沫材料增强方法，首先在泡沫材料内形成第一增强层，然后在泡沫材料内形成第二增强层，然后沿第三切割面切割后得到第三泡沫片材，在所述第三泡沫片材内，第一增强层和第二增强层互相配接形成格栅结构，对第三泡沫片材进行增强，有效增加了泡沫材料的抗压缩性能；由于第二增强层为连续结构，第一增强层和第二增强层形成的连续格栅结构能有效承载并传递弯曲及剪切载荷，从而提高了泡沫材料的抗弯曲及剪切性能。所述增强方法各个工序操作简单，直接使用一体成型的大尺寸泡沫原材，且各个操作步骤也是以大块的泡沫材料为基础，适用于自动化、批量化、快速化生产，易于过程质量控制，进而达到提高泡沫材料结构性能、提高成型效率和降低成本的目的。并且，格栅材质、厚度及其形成的网格尺寸可进行适应性调整，从而使格栅增强泡沫材料结构的性能可以根据使用要求进行匹配性设计，实现减重降本的同时，满足复合材料使用要求。
附图说明
图1为第一切割面示意图；
图2为第一增强泡沫材料的结构示意图；
图3为第二切割面示意图；
图4为第二增强泡沫材料的结构示意图；
图5为第三切割面示意图；
图6为第三泡沫片材结构示意图；
图7为格栅增强泡沫夹芯复合材料板结构示意图；
图8为三维格栅增强泡沫材料结构示意图；
图9为实施例1中平行于第三切割面的截面结构示意图；
图10为实施例2中平行于第三切割面的截面结构示意图；
图11为实施例3中平行于第三切割面的截面结构示意图；
图12为实施例4中平行于第三切割面的截面结构示意图；
图13为第一切割面和第二切割面夹角为90°的结构示意图；
图14为第一切割面和第二切割面夹角大于45°且小于90°的结构示意图；
其中，各附图标记为：
1、泡沫原材；2、第一切割面；3、第一泡沫片材；4、第一增强层；5、第一增强泡沫材料；6、第二切割面；7、第二泡沫片材；8、第二增强层；9、第二增强泡沫材料；10、第三切割面；11、第三泡沫片材；12、上蒙皮层；13、下蒙皮层；14、第三增强层；15、第三增强泡沫材料。
具体实施方式
在以下的说明中，包括某些具体的细节以对各个公开的实施方案提供全面的理解。然而，相关领域的技术人员会认识到，不采用一个或多个这些具体的细节，而采用其它方法、部件、材料等的情况下可实现实施方案。
除非本发明中另外要求，词语“包括”和“包含”应解释为开放式的、含括式的意义，即“包括但不限于”。
在整个说明书中提到的“一实施方案”或“实施方案”或“一种优选地实施方式”或“某些实施方案”意指在至少一实施方案中包括与该实施方案所述的相关的具体参考要素、结构或特征。因此，在整个说明书中不同位置出现的短语“在一实施方案中”或“在实施方案中”或“在一种优选地实施方案中”或“在某些实施方案中”不必全部指同一实施方案。此外，具体要素、结构或特征可以任何适当的方式在一个或多个实施方案中结合。
本发明提供了一种泡沫材料增强方法，所述增强方法包括：
S1制备第一泡沫片材3；
如图1所示，将泡沫原材1沿多个互相平行的第一切割面2切割，得到多个第一泡沫片材3。
具体地，使用加热电阻丝、线锯或带锯将大尺寸的泡沫原材1进行切割，分切成厚度相等的第一泡沫片材3，所述第一切割面2如图13和图14所示，第一切割面2与第二切割面6之间的夹角小于或等于90°且大于45°，例如为47°、50°、55°、60°、65°、70°、75°、80°、85°或90°。
本发明使用的是大尺寸整体发泡成型的泡沫原材，要求的模具结构简单，对于大批量生产，模具投入也相对较少。而且，分切后的第一泡沫片材3，其切割表面相对粗糙，有利于增强第一泡沫片材与第一增强层的结合强度。
在本发明中，所述泡沫原材1的材质包括PMI泡沫、PVC泡沫、PET泡沫、PU泡沫、EPP泡沫、MPP泡沫或酚醛泡沫中的任意一种。
S2在两相邻的第一泡沫片材3之间形成第一增强层4；
将第一泡沫片材3与第一增强层材料交替排列，然后复合成型，在两相邻的第一泡沫片材3之间形成第一增强层4，得到如图2所示的第一增强泡沫材料5。
具体地，在步骤S2中，将第一泡沫片材3与第一增强层材料交替放置，复合后形成多层结构的第一增强泡沫材料5。成型后的第一增强层4的厚度为0.1mm～2mm。
优选地，所述第一增强层4为金属片材、热塑性塑料片材、纤维增强复合材料片材、纤维增强树脂预浸料或芳纶纸片材中的任意一种。
优选地，所述第一增强层4与第一泡沫片材3通过结构胶复合或进行热复合。
具体地，当所述第一增强层4为金属片材、纤维增强复合材料片材或芳纶纸片材时，所述第一增强层4与所述泡沫片材3之间通过结构胶进行胶粘复合，结构胶材质例如为环氧体系、聚氨酯体系或聚丙烯酸甲酯体系，成型后的胶膜厚度0.1mm～0.5mm。
当泡沫原材1为热塑性材质，所述第一增强层4为热塑性塑料片材或纤维增强热塑性树脂复合材料片材，且泡沫原材的材质与第一增强层材质兼容时，可以采用加热熔融的方法进行粘接复合，不必采用结构胶。
当所述第一增强层4为纤维增强树脂预浸料时，粘接过程中需要提供足够的温度促进纤维增强热固性树脂预浸料固化成纤维增强复合材料片材。
进一步地，如果纤维增强热固性树脂预浸料中树脂含量较高，且树脂粘接强度较大，其粘接过程可以不用结构胶，树脂代替结构胶作用。
S3制备第二泡沫片材7。
如图3所示，将第一增强泡沫材料5沿多个互相平行的第二切割面6切割，得到多个如图4所示的第二泡沫片材7。
具体地，使用线锯或带锯对第一增强泡沫材料进行切割，分切成厚度相等的第二泡沫片材7，其切割表面为粗糙面。沿所述第二切割面6切割后，所述第一增强层4被分切为段状。
S4在两相邻的第二泡沫片材7之间形成第二增强层8。
将第二泡沫片材7与第二增强层材料交替排列，然后复合成型，在两相邻的第二泡沫片材7之间形成第二增强层8，得到如图4所示的第二增强泡沫材料9。
具体地，如图4所示，在步骤S4中，将第二泡沫片材7与第二增强层8交替放置，复合后形成多层结构的第二增强泡沫材料9，成型后的第二增强层8的厚度为0.1mm～2mm。
优选地，所述第二增强层8为金属片材、热塑性塑料片材、纤维增强复合材料片材、纤维增强树脂预浸料或芳纶纸片材中的任意一种。
优选地，所述第二增强层8与第二泡沫片材7通过结构胶复合或进行热复合。
具体地，当所述第二增强层8为金属片材、热塑性塑料片材、纤维增强复合材料片材或芳纶纸片材时，所述第二增强层8与所述第二泡沫片材7之间通过结构胶进行胶粘复合，结构胶材质例如为环氧体系、聚氨酯体系或聚丙烯酸甲酯体系，成型后的胶膜厚度0.1mm～0.5mm。
当泡沫原材1为热塑性材质，第二增强层8为热塑性塑料片材或纤维增强热塑性树脂复合材料片材，且泡沫原材1的材质与第二增强层8材质兼容时，可以采用加热熔融的方法进行粘接复合，不必采用结构胶。
当所述第二增强层8为纤维增强树脂预浸料时，粘接过程中需要提供足够的温度促进纤维增强热固性树脂预浸料固化成纤维增强复合材料片材。
进一步地，如果纤维增强热固性树脂预浸料中树脂含量较高，且树脂粘接强度较大，其粘接过程可以不用结构胶，树脂代替结构胶作用。
S5制备第三泡沫片材11。
如图5所示，将第二增强泡沫材料9沿多个互相平行的第三切割面10切割，得到如图6所示的多个第三泡沫片材11。
其中，第一增强层4和第二增强层8分别垂直于第三切割面10，所述第一增强层4与所述第二增强层8之间具有一个预设夹角。
具体地，如图9-12所示，所述第一增强层4与所述第二增强层8之间的预设夹角等于第一切割面2与第二切割面6之间的夹角，所述预设夹角小于或等于90°且大于45°，例如为47°、50°、55°、60°、65°、70°、75°、80°、85°或90°。
在所述第三泡沫片材11内，所述第一增强层4和所述第二增强层8互相配接形成格栅结构，对第三泡沫片材进行增强，第二增强层为连续结构，第一增强层为非连续结构。
在本发明中，所述第一增强层4和所述第二增强层8均垂直于第三切割面。所述第二增强层8为连续结构，所述第一增强层4为不连续结构，泡沫材料填充于第一增强层4和第二增强层8形成的格栅内。
在本发明的一些具体实施方式中，所述增强方法还包括：
S6由第三泡沫片材制备格栅增强泡沫夹芯复合材料板。
如图7所示，在所述第三泡沫片材11的上表面形成上蒙皮层12，且在所述第三泡沫片材11的下表面形成下蒙皮层13，得到格栅增强泡沫夹芯复合材料板。
具体地，第三泡沫片材的上表面是指图6所示的第三泡沫片材面向外的一面，第三泡沫片材的下表面是指图6所示的第三泡沫片材面向内的一面。
优选地，所述上蒙皮层12为金属片材、热塑性塑料片材、纤维增强复合材料片材、纤维增强树脂预浸料或纤维织物预成型体中的任意一种。
所述下蒙皮层13为金属片材、热塑性塑料片材、纤维增强复合材料片材、纤维增强树脂预浸料或纤维织物预成型体中的任意一种。
优选地，所述上蒙皮层12或所述下蒙皮层13分别与第三泡沫片材11通过结构胶复合或进行热复合成型，所述上蒙皮层12和所述下蒙皮层13成型后的厚度各自独立地为0.5mm～8mm。
当上蒙皮层12或所述下蒙皮层13为金属片材、热塑性塑料片材或纤维增强复合材料片材时，采用结构胶或胶膜进行粘接，成型后胶膜厚度0.1mm～0.5mm。所述结构胶或胶膜的材质为环氧体系、聚氨酯体系或聚丙烯酸甲酯体系。
当上蒙皮层12或所述下蒙皮层13为热塑性塑料片材或纤维增强热塑性树脂复合材料片材，且上蒙皮层12和下蒙皮层13的材质与泡沫原材1的材质兼容时，可以采用加热熔融粘接复合成型，不必采用结构胶。
当上蒙皮层12或所述下蒙皮层13为纤维增强热固性预浸料，粘接过程中需要提供足够的温度促进纤维增强热固性树脂预浸料固化成纤维增强复合材料片材。
进一步地，如果纤维增强热固性树脂预浸料中树脂含量较高，且树脂粘接强度较大，其粘接过程可以不用结构胶，其树脂代替结构胶作用。
当上蒙皮层12或所述下蒙皮层13为纤维织物预成型体，需要采用液体成型工艺，将树脂浸润纤维织物预成型体后，固化成型，其树脂代替结构胶作用。
在本发明的一些具体实施方式中，所述增强方法还包括：
S7在两相邻的第三泡沫片材11之间形成第三增强层14。
如图8所示，将第三泡沫片材11与第三增强层材料交替排列，然后复合成型，在两相邻的第三泡沫片材11之间形成第三增强层14，得到第三增强泡沫材料15。
如图8所示，所述第一增强层4、所述第二增强层8和所述第三增强层14互相配接形成三维格栅结构，对泡沫材料进行增强。
在本发明中，所述第三增强泡沫材料15为三维格栅增强泡沫材料，由第一增强层、第二增强层和第三增强层对泡沫材料进行增强，第一增强层、第二增强层和第三增强层在泡沫材料的内部形成三维格栅结构，泡沫芯材单元填充于每个格栅结构内。所述三维格栅结构对所述泡沫材料的三个维度都进行了增强，能有效增强泡沫材料在三个维度上的抗压缩性能，并且能有效承载并传递弯曲及剪切载荷，从而提高泡沫材料的抗弯曲和剪切性能。所述格栅增强泡沫材料可进一步进行机加工后，获得各种形状的泡沫芯材。
具体地，如图8所示，将第三泡沫片材11与第三增强层14交替放置，复合后形成多层结构的第三增强泡沫材料15，成型后的第三增强层14的厚度为0.1mm～2mm。
优选地，所述第三增强层14为金属片材、热塑性塑料片材、纤维增强复合材料片材、纤维增强树脂预浸料或芳纶纸片材中的任意一种。
优选地，所述第三增强层14与第三泡沫片材11通过结构胶复合或进行热复合。
具体地，当所述第三增强层14为金属片材、热塑性塑料片材、纤维增强复合材料片材或芳纶纸片材时，所述第三增强层14与所述第三泡沫片材11之间通过结构胶进行胶粘复合，结构胶材质例如为环氧体系、聚氨酯体系或聚丙烯酸甲酯体系，成型后的胶膜厚度0.1mm～0.5mm。
当泡沫原材1为热塑性材质，第三增强层14为热塑性塑料片材或纤维增强热塑性树脂复合材料片材，且泡沫原材1的材质与第三增强层14材质兼容时，可以采用加热熔融的方法进行粘接复合，不必采用结构胶。
当所述第三增强层14为纤维增强树脂预浸料时，粘接过程中需要提供足够的温度促进纤维增强热固性树脂预浸料固化成纤维增强复合材料片材。
进一步地，如果纤维增强热固性树脂预浸料中树脂含量较高，且树脂粘接强度较大，其粘接过程可以不用结构胶，树脂代替结构胶作用。
在本发明中，金属片材材质包括铝合金、普通钢、高强钢或镁铝合金；热塑性塑料片材材质包括PP、PE、PC、PA或ABS；纤维增强复合材料片材包括纤维增强热塑性树脂复合材料片材或纤维增强热固性树脂复合材料片材，其中，热塑性树脂包括PP、PE、PC、PA或ABS，热固性树脂包括环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、乙烯基酯树脂或氰酸酯树脂；纤维增强树脂预浸料主要包括纤维增强热固性预浸料；纤维织物预成型体包括经编织物、平纹织物、斜纹织物或缎纹织物等；以上所述的纤维包括玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、超高分子聚乙烯纤维或芳纶纤维。
在本发明中，列举4个实施例来说明所述增强方法形成的第三泡沫片材内的第一增强层4和第二增强层8所形成的格栅结构。
实施例1
提供一种泡沫材料增强方法，所述第三泡沫片材平行于第三切割面的截面如图9所示。
S1制备第一泡沫片材3。
将泡沫原材1沿如图13所示的多个互相平行的第一切割面2切割，得到多个第一泡沫片材3。
S2在两相邻的第一泡沫片材3之间形成第一增强层4。
将第一泡沫片材3与第一增强层4交替排列，然后复合成型，形成第一增强泡沫材料5。
S3制备第二泡沫片材7。
将第一增强泡沫材料5沿如图13所示的多个互相平行的第二切割面6切割，得到多个第二泡沫片材7。
所述第一切割面2和第二切割面6互相垂直，即第一切割面2和第二切割面6之间的夹角为90°。
S4在两相邻的第二泡沫片材7之间形成第二增强层8。
将第二泡沫片材7与第二增强层材料交替排列，然后复合成型，形成第二增强泡沫材料9，所述第二增强泡沫材料9在平行于第三切割面10的截面如图9所示，第一增强层4和第二增强层8形成的格栅结构为田字格，位于一个所述第二增强层8两侧的第一增强层4在一条直线上。所述第一增强层4与所述第二增强层8之间的预设夹角为90°。
S5制备第三泡沫片材11。
将第二增强泡沫材料9沿多个互相平行的第三切割面10切割，得到多个第三泡沫片材11；所述第三泡沫片材11平行于第三切割面的截面结构如图9所示。
实施例2
提供一种泡沫材料增强方法，所述第三泡沫片材平行于第三切割面的截面如图10所示。
实施例2中，步骤S1、S2、S3和S5如实施例1所述，其不同之处在于，步骤S4中，将相邻的两个第二泡沫片材7按照如图10所示的方向向上或向下错位放置。如，在放置第二泡沫片材时，如图10所示，从左到右，位于单数位置的第二泡沫片材放置好后，将位于双数位置的第二泡沫片材向上平移或向下平移小于一格的距离，然后与第二增强层8复合成型。
当所述第一切割面2和第二切割面6互相垂直时，即第一切割面2和第二切割面6之间的夹角为90°时，得到具有如图10所示的格栅结构的第三泡沫片材11。所述格栅结构为错位格，位于一个所述第二增强层8两侧的第一增强层4不在一条直线上，即，位于一个所述第二增强层8两侧的第一增强层4既不相交也不相连，第一增强层4和第二增强层8互相配接形成错位格，位于一个所述第二增强层8两侧且相邻的第一增强层4互相错位排布。
实施例3
提供一种泡沫材料增强方法，所述第三泡沫片材平行于第三切割面的截面如图11所示。
实施例3中，步骤S2和S5如实施例1所述。
步骤S1中，按照如图14所示的斜线方向为第一切割面方向对泡沫原材1进行裁切。
步骤S3中，将第一增强泡沫材料5沿如图14所示的多个互相平行的第二切割面6切割，得到多个第二泡沫片材7。所述第一切割面2与所述第二切割面6之间的夹角小于90°且大于45°。
若步骤S4中，直接将第二泡沫片材7与第二增强层8交替放置即可进行复合成型。得到平行于第三切割面的截面为如图11所示的格栅结构的第三泡沫片材。第一增强层4和第二增强层8互相配接形成斜纹格，位于一个所述第二增强层8两侧的第一增强层4在一条直线上。
若步骤S4中，将相邻的两个第二泡沫片材7向上或向下错位放置，可形成错位的斜纹格结构。
实施例4
提供一种泡沫材料增强方法，所述第三泡沫片材平行于第三切割面的截面如图12所示。
实施例4中，步骤S1、S2、S3和S5如实施例3所述，其不同之处在于，步骤S4中，相邻的两个第二泡沫片材7按照正面和反面交替的形式放置，然后与第二增强层8复合成型。
即，如图12所示，第二泡沫片材7，从左到右，位于单数位置的第二泡沫片材正面放置，将位于双数位置的第二泡沫片材向内翻转180°后与位于单数位置的第二泡沫片材并排放置，然后将第二泡沫片材与第二增强层复合。第一增强层4和第二增强层8相互配接形成如图12所示的鱼骨格。如图12所示，位于一个第二增强层8两侧的第一增强层4相对于该第二增强层8轴对称。
在本实施例中，参考图4和图5所示，所述正面和反面是指，泡沫材料面向外的一面为正面，泡沫材料面向内的一面为反面，将正面向外放置的第二泡沫片向内翻转180°，即可得到反面向外放置的第二泡沫片材。
Claims (11)
1.一种泡沫材料增强方法，其特征在于，所述增强方法包括：
S1制备第一泡沫片材（3）；
将泡沫原材（1）沿多个互相平行的第一切割面（2）切割，得到多个第一泡沫片材（3）；
S2在两相邻的第一泡沫片材（3）之间形成第一增强层（4）；
将第一泡沫片材（3）与第一增强层材料交替排列，然后复合成型，在两相邻的第一泡沫片材（3）之间形成第一增强层（4），得到第一增强泡沫材料（5）；
S3制备第二泡沫片材（7）；
将第一增强泡沫材料（5）沿多个互相平行的第二切割面（6）切割，得到多个第二泡沫片材（7）；
S4在两相邻的第二泡沫片材（7）之间形成第二增强层（8）；
将第二泡沫片材（7）与第二增强层材料交替排列，然后复合成型，在两相邻的第二泡沫片材（7）之间形成第二增强层（8），得到第二增强泡沫材料（9）；
S5制备第三泡沫片材（11）；
将第二增强泡沫材料（9）沿多个互相平行的第三切割面（10）切割，得到多个第三泡沫片材（11）；
其中，第一增强层（4）和第二增强层（8）分别垂直于第三切割面（10），所述第一增强层（4）与所述第二增强层（8）之间具有一个预设夹角；
在所述第三泡沫片材内，所述第一增强层（4）和所述第二增强层（8）互相配接形成格栅结构，对第三泡沫片材进行增强，第二增强层（8）为连续结构，第一增强层（4）为非连续结构。
2.如权利要求1所述的泡沫材料增强方法，其特征在于，所述增强方法还包括：
S6由第三泡沫片材制备格栅增强泡沫夹芯复合材料板；
在所述第三泡沫片材（11）的上表面形成上蒙皮层（12），且在所述第三泡沫片材（11）的下表面形成下蒙皮层（13），得到格栅增强泡沫夹芯复合材料板。
3.如权利要求1所述的泡沫材料增强方法，其特征在于，所述增强方法还包括：
S7在两相邻的第三泡沫片材（11）之间形成第三增强层（14）；
将第三泡沫片材（11）与第三增强层材料交替排列，然后复合成型，在两相邻的第三泡沫片材（11）之间形成第三增强层（14），得到第三增强泡沫材料（15）；
所述第一增强层（4）、所述第二增强层（8）和所述第三增强层（14）互相配接形成三维格栅结构，对泡沫材料进行增强。
4.如权利要求1~3任一项所述的泡沫材料增强方法，其特征在于，在步骤S4中，直接将第二泡沫片材（7）与第二增强层材料交替并排放置后，复合成型；
位于一个所述第二增强层（8）两侧的第一增强层（4）在一条直线上；
所述预设夹角小于或等于90°且大于45°。
5.如权利要求1~3任一项所述的泡沫材料增强方法，其特征在于，在步骤S4中，将相邻的两个第二泡沫片材（7）沿第二切割面向上或向下错位放置，然后与第二增强层材料复合成型；
位于一个所述第二增强层（8）两侧的第一增强层（4）不在一条直线上；
所述预设夹角小于或等于90°且大于45°。
6.如权利要求1~3任一项所述的泡沫材料增强方法，其特征在于，在步骤S4中，相邻的两个第二泡沫片材（7）正面和反面交替放置，然后与第二增强层材料复合成型；
所述预设夹角小于90°且大于45°，一个所述第二增强层（8）和位于其两侧的第一增强层（4）形成鱼骨结构。
7.如权利要求1~3任一项所述的泡沫材料增强方法，其特征在于，所述第一泡沫片材（3）、所述第二泡沫片材（7）和所述第三泡沫片材（11）的切割表面均为粗糙面。
8.如权利要求3所述的泡沫材料增强方法，其特征在于，所述第一增强层材料、所述第二增强层材料、所述第三增强层材料各自独立地为金属片材、热塑性塑料片材、纤维增强复合材料片材、纤维增强树脂预浸料或芳纶纸片材中的任意一种。
9.如权利要求2所述的泡沫材料增强方法，其特征在于，所述上蒙皮层（12）和所述下蒙皮层（13）各自独立地为金属片材、热塑性塑料片材、纤维增强复合材料片材、纤维增强树脂预浸料或纤维织物预成型体中的任意一种。
10.如权利要求2所述的泡沫材料增强方法，其特征在于：
上蒙皮层（12）和下蒙皮层（13）分别与第三泡沫片材通过结构胶复合或进行热复合。
11.如权利要求3所述的泡沫材料增强方法，其特征在于：
所述第一增强层（4）与第一泡沫片材（3）通过结构胶复合或进行热复合；
所述第二增强层（8）与第二泡沫片材（7）通过结构胶复合或进行热复合；
所述第三增强层（14）与第三泡沫片材（11）通过结构胶复合或进行热复合。
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