CN214214821U - 一种蜂窝芯材的制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蜂窝芯材的制备装置，包括第一模具板，所述第一模具板上设置有多个第一模槽，相邻所述第一模槽之间均设置有第一模凸面；第二模具板，所述第二模具板与所述第一模具板相对设置，所述第二模具板上设置有多个第二模槽，相邻所述第二模槽之间均设置有第二模凸面；多个芯模，所述芯模设置于第一模具板与第二模具板之间；其中，所述芯模的横截面为正多边形，且所述芯模横截面的各边长与第一模槽或第二模槽的横截面边长相等，使得所述芯模能够设置于所述第一模槽、第二模槽内。解决了现有技术中蜂窝材料生产工艺复杂、效率低的技术问题。

Description

一种蜂窝芯材的制备装置

技术领域

本实用新型属于蜂窝材料制备技术领域，尤其涉及一种蜂窝芯材的制备装置。

背景技术

为提高列车的耐碰撞性能，列车通常装有吸能装置。蜂窝结构具有较高的比强度和比刚度，以及良好的抗冲击性，因此被应用于列车吸能装置。

现有技术中大都是利用半六边形模具完成碳纤维预浸料的铺叠并形成所需的蜂窝结构，最后利用热压机进行热压成型。现有技术中蜂窝芯材的制备装置，此制备装置通常是由单个或多个半六边形子件组成。由此，采用此制备装置时，需要先制备出单个半六边形蜂窝子件或者半六边形连续片体的结构，然后再将两层半六边形粘结在一起，从而形成完整的六边形蜂窝结构。

然而，由于现有技术中蜂窝芯材需要蜂窝子件粘接才能得到，所以导致蜂窝芯材的制备工艺复杂，生产效率低，并且蜂窝结构成型之后力学性能较整体成型的产品差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种蜂窝芯材，以解决上述现有技术中蜂窝材料生产工艺复杂、效率低的技术问题。

为了实现所述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种蜂窝芯材的制备装置，包括：

第一模具板，所述第一模具板上设置有多个第一模槽，相邻所述第一模槽之间均设置有第一模凸面；

第二模具板，所述第二模具板与所述第一模具板相对设置，所述第二模具板上设置有多个第二模槽，相邻所述第二模槽之间均设置有第二模凸面；

多个芯模，所述芯模设置于第一模具板与第二模具板之间；

其中，所述芯模的横截面为正多边形，且所述芯模横截面的各边长与第一模槽或第二模槽的横截面边长相等，使得所述芯模能够设置于所述第一模槽、第二模槽内。

优选的，所述第一模具板两端均设置有第一固定端，所述第二模具板的两端均设置有第二固定端；所述第一固定端与所述第二固定端相对应设置且固定连接。

优选的，所述第一固定端和第二固定端上均设置有第一夹紧件，通过所述第一夹紧件使得所述第一模具板与第二模具板之间夹紧固定。

优选的，所述第一固定端与第二固定端上均设置有连接孔，所述连接孔内设置有内螺纹；

所述第一夹紧件优选为螺栓，且所述螺栓的结构与所述连接孔的结构相配合，使得所述螺栓穿过所述连接孔将所述第一固定端与第二固定端通过螺纹连接在一起。

优选的，所述第一固定端与第二固定端之间均设置有第一垫块，所述第一垫块的一端与所述第一固定端固定连接，其另一端与所述第二固定端固定连接。

优选的，所述第一模具板两侧边上均设置有第三固定端，所述第二模具板两侧边上均设置有第四固定端；且所述第三固定端与第四固定端相对设置且固定连接。

优选的，所述第三固定端和第四固定端上均设置有第二夹紧件，所述第二夹紧件与第一夹紧件的结构相同。

优选的，所述第三固定端与第四固定端之间设置有第二垫块，所述第二垫块的一端与所述第三固定端固定相接，其另一端与所述第四固定端固定连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

本实用新型提供了一种蜂窝芯材制备装置，通过在第一模具板和第二模具板上设置结构相同的模槽与模凸面，并且模槽与模凸面均沿着第一模具板和第二模具板的长度方向依次交替进行排列；同时，在模槽内和模凸面上设置芯模，且芯模的结构与模槽与模凸面的结构相配合，使得芯模能够放置于模槽内；所述芯模的横截面为正多边形结构，模槽与模凸面均为半正多边形结构。待达到蜂窝芯材所需尺寸时，将第二模具板扣于顶层的芯模上，由此，第一模具板与第二模具板之间形成多个完整正多边形；且多个正多边形沿着第一模具板、第二模具板的长度方向，和/或，高度方向依次排列，最终形成完整的蜂窝芯材结构。通过采用此装置无需再将两层半正多边通过胶黏剂再进行粘结，即可实现蜂窝芯材的制备。本实用新型工艺简单易操作，且无需大的热压设备，解决了现有技术中蜂窝材料生产工艺复杂、效率低的技术问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种蜂窝芯材制备装置的爆炸结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种蜂窝芯材制备装置的整体结构示意图；

图3至图5为本实用新型实施例提供的一种蜂窝芯材制备装置制备蜂窝芯材的流程结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种蜂窝芯材的制备方法；

图7为本实用新型实施例提供的一种蜂窝芯材的结构示意图；

以上各图中：1、第一模具板；11、第一固定端；12、第一模槽；13、第一模凸面；14、第三固定端；

2、第二模具板；21、第二固定端；22、第二模槽；23、第二模凸面；24、第四固定端；

3、芯模；4、第一夹紧件；5、第一垫块；6、第二夹紧件；7、第二垫块；8、织物层。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型具体实施例中的技术方案进行详细、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型总的技术方案的部分具体实施方式，而非全部的实施方式。基于本实用新型的总的构思，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都落于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要特殊说明的是，为了便于对技术方案的描述，本实用新型中“长度方向”参考附图1第一模具件和第二模具件从左至右的方向；“宽度方向”参考附图1第一模具件和第二模具件从前至后的方向。

本申请实施例中的技术方案为解决现有技术中蜂窝材料生产工艺复杂、效率低的技术问题的技术问题，总体思路如下：

本实用新型提供了一种蜂窝芯材制备装置，通过在第一模具板和第二模具板上设置结构相同的模槽与模凸面，并且模槽与模凸面均沿着第一模具板和第二模具板的长度方向依次交替进行排列；同时，在模槽内和模凸面上设置芯模，且芯模的结构与模槽与模凸面的结构相配合，使得芯模能够放置于模槽内；所述芯模的横截面为正多边形结构，所述模槽与模凸面均为半正多边形结构。待达到蜂窝芯材所需尺寸时，将第二模具板扣于顶层的芯模上。由此，第一模具板与第二模具板之间形成多个完整正多边形；且多个正多边形沿着第一模具板、第二模具板的长度方向，和/或，高度方向依次排列，最终形成完整的蜂窝芯材结构。通过采用此装置无需再将两层半正多边通过胶黏剂再进行粘结，即可实现蜂窝芯材的制备。本实用新型工艺简单易操作，且无需大的热压设备，解决了现有技术中蜂窝材料生产工艺复杂、效率低的技术问题。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

一种蜂窝芯材的制备装置，其特征在于，包括：

第一模具板1，所述第一模具板1上设置有多个第一模槽12，相邻第一模槽12之间均设置有第一模凸面13；

第二模具板2，所述第二模具板2与第一模具板1相对设置，第二模具板2上设置有多个第二模槽22，相邻所述第二模槽22之间均设置有第二模凸面23；

多个芯模3，所述芯模3设置于第一模具板1与第二模具板2之间；

其中，所述芯模3的横截面为正多边形，且芯模3横截面的各边长与第一模槽12或第二模槽22的横截面边长相等，使得所述芯模3能够设置于所述第一模槽12、第二模槽22内。

第一模具板1用于蜂窝材料的成型。具体地说，如图1所示，第一模具板1优选为板状结构，第一模具板1上设置有多个第一模槽12和第一模凸面13，且第一模槽12与第一模凸面13均沿着第一模具板1的长度方向依次交替排列。本实施例中，第一模槽12的横截面优选为半正六边形结构，且第一模凸面13的边长与第一模槽12横截面的边长相等。

第二模具板2用于蜂窝材料的成型。具体地说，第二模具板2上设置有多个第二模槽22和第二模凸面23，且第二模槽22与第二模凸面23均沿着第二模具板2的长度方向依次交替排列。第二模槽22的结构与第一模槽12的结构相同，第二模凸面23与第一模凸面13的结构相同。

为了使第一模具板1和第二模具板2夹紧固定在一起，第一模具板1两端均设置有第一固定端11，所述第二模具板2的两端均设置有第二固定端21；第一固定端11与第二固定端21相对应设置且固定连接。

具体地说，第一模具板两端均设置有第一固定端11，第一固定端11与第一模具板1可以采用分体连接结构，例如通过螺栓相连接。作为优选，为进一步提高第一固定端11与第一模具板1的连接强度并便于加工与装调，第一固定端11与第一模具板1为一体成型结构，例如通过铸造或机械加工等方式成型。具体地说，第一固定端11沿着第一模具板1的宽度方向，由第一模具板1的一端延伸至其另一端；且第一固定端11优选为板状结构。

具体地说，第二固定端21与第一固定端11的结构相同且相对应设置。第二固定端21与第二模具板2可以采用分体连接结构，例如通过螺栓相连接。作为优选，为进一步提高第二固定端21与第二模具板2的连接强度并便于加工与装调，第二固定端21与第二模具板2为一体成型结构，例如通过铸造或机械加工等方式成型。具体地说，第二固定端21沿着第二模具板2的宽度方向，由第二模具板2的一端延伸至其另一端；且第二固定端21优选为板状结构。

继续参照图2，为了保证夹紧效果，第一固定端11和第二固定端21上均设置有第一夹紧件4，本实施例中，第一固定端11与第二固定端21上均设置有两个第一夹紧件4；通过所述第一夹紧件4将第一模具板1与第二模具板2之间夹紧固定，使第一模具板1与第二模具板2之间能够产生足够的压力，使得两个半六边形的蜂窝子件固化结合在一起，从而形成完整的蜂窝芯材结构，并且能够使制备的蜂窝芯材具有较高的力学强度。进一步，夹紧件可选为紧固螺栓、G字夹具或C型夹具等，本实施例中，夹紧件优选为紧固螺栓，可通过控制紧固螺栓的紧固力矩来调节夹紧力的大小。

进一步，为了防止夹紧件施加的夹紧力过大而导致蜂窝芯材产生变形，本实施例中，在第一固定端11与第二固定端21之间均设置有第一垫块5，第一垫块5的一端与第一固定端11固定连接，其另一端与第二固定端21固定连接。更具体而言，第一垫块5的两端均通过第一夹紧件4与第一固定端11、第二固定端21相连接。本实施例中，第一垫块5优选为长方体结构，其高度可以依据所需蜂窝芯材的尺寸进行改变。通过设置以上垫块，能够合理的控制夹紧件提供的夹紧力，使得第一模具板1与第二模具板2之间的压力能够进行调整。

进一步，如图2所示，第一模具板1两侧边上分别设置有第三固定端14，所述第二模具板2中部设置有第四固定端24。且第三固定端14与第四固定端24相对设置且固定连接。

具体的说，第三固定端14与第一模具板1可以采用分体连接结构，例如通过螺栓相连接。作为优选，为进一步提高第三固定端14与第一模具板1的连接强度并便于加工与装调，第三固定端14与第一模具板1为一体成型结构，例如通过铸造或机械加工等方式成型。具体地说，第三固定端14可设置于第一模具板1的中部，且沿着第一模具板1的宽度朝向远离第一模具板1的方向延伸，且第三固定端14优选为板状结构。

第四固定端24与第二模具板2可以采用分体连接结构，例如通过螺栓相连接。作为优选，为进一步提高第四固定端24与第二模具板2的连接强度并便于加工与装调，第四固定端24与第二模具板2为一体成型结构，例如通过铸造或机械加工等方式成型。具体地说，第四固定端24可设置于第二模具板2的中部，且沿着第二模具板2的宽度朝向远离第二模具板2的方向延伸，且第四固定端24优选为板状结构。

通过设置此结构，使得第一模具板1与第二模具板2之间能够更加稳定的固定连接。同时，使得第一模具板1与第二模具板2之间的力分布更加均匀，蜂窝芯材的外观更加平整。

同时，第三固定端14和第四固定端24上均设置有第二夹紧件6，所述第二夹紧件6与第一夹紧件4的结构相同；本实施例中，第三固定端14与第四固定端24上均设置有两个第二夹紧件6。通过设置第二夹紧件6，进一步增大第一模具板1与第二模具板2之间的压力。同时，也使得第一模具板1与第二模具板2之间的蜂窝芯材的受力更加均匀。

进一步，本实施例中，第三固定端14与第四固定端24之间均设置有第二垫块7，所述第二垫块7的一端与所述第三固定端14固定相接，其另一端与所述第四固定端24固定连接；第二垫块7的两端均通过所述第二夹紧件6与第三固定端14、第四固定端24相连接。且第二垫块7优选为长方体结构，其高度可以依据所需蜂窝芯材的尺寸进行改变。通过设置以上垫块，能够更加合理的控制夹紧件提供的夹紧力，使得第一模具板1与第二模具板2之间的压力能够进行调整。

如图3和图4所示，本实施例中，芯模3优选为六棱柱结构，且芯模3的长度与第一模槽12、第二模槽22的长度相一致，即芯模3的外轮廓与第一模具板1、第二模具板2的内轮廓相匹配。具体的，芯模3沿着第一模具板1的长度方向依次放置于第一模槽12内，形成第一芯模层。如图4所示，根据实际需要在第一芯模层上铺设织物层8后，继续在第一芯模层上放置芯模3形成第二芯模层，依次循环排列至N层芯模3层，即达到蜂窝芯材的所需尺寸，然后将第二模具板2扣压于最顶层的芯模3层上，并将第一模具板1与第二模具板2紧固连接。由上可知，芯模3放置的数量及高度均可以根据实际需要进行调整，

综上所述，通过采用以上装置，即通过第一模具板1、第二模具板2、芯模3、夹紧件之间的相互配合，使得脱模后的材料为完整的蜂窝芯材结构，实现了蜂窝芯材的整体制备。无需先制备出半六边形的蜂窝子件，然后将上下两个蜂窝子件通过粘结剂粘合在一起，由此解决了现有技术中蜂窝材料生产工艺复杂、效率低的技术问题。

参照图6，本申请还提供了一种蜂窝芯材的制备方法，该制备方法包括：

一种蜂窝芯材的制备方法，包括：

S1：在第一模具板1的第一模槽12和第一模凸面13上铺设一定厚度的织物层；

在具体制备过程中，首先在第一模具板的第一模槽和第一模凸面上涂抹树脂；将纤维织物铺设于涂抹树脂的第一模具板上，形成织物层；在织物层上交替涂抹树脂和铺设纤维织物，直至总的织物层的厚度达到所需厚度。将纤维织物铺设于涂抹树脂的第一模具板1上且形成织物层8时，用外力对织物层8进行挤压，直至织物层8上的气泡去除。所述外力可以通过手指、滚轮等方式对织物层8进行挤压，直至织物层8的气泡完全去除。然后，再进行第二层织物层8的涂抹与铺设，并重复以上步骤，直至使得第一模具板1上的总织物层8的厚度达到所需的厚度，即完成第一模具板1上的蜂窝芯材子件的铺设。

S2：在第一模槽12内依次放置芯模3，形成芯模层，即形成第一芯模层n₁；

在具体制备过程中，芯模3沿着第一模具板1的长度方向依次放置于第一模槽12内，并通过外力将芯模3压实于第一模槽12上，保证芯模3与第一模具板1上织物层8的紧密相接。本实施例中，第一芯模层n₁包括芯模的表面及第一模凸面，通过在第一芯模层n₁上交替涂抹树脂和铺设纤维织物形成织物层；

S3：在芯模层上铺设一定厚度的织物层；

在具体制备过程中，在芯模3及第一模凸面13上涂抹树脂，将纤维织物铺设于涂抹树脂的芯模3上，形成织物层8；在织物层8上交替涂抹树脂和铺设纤维织物，直至总的织物层8的厚度达到所需厚度；将纤维织物铺设于涂抹树脂的芯模3上且形成织物层8时，用外力对织物层8进行挤压，直至织物层8上的气泡去除。所述外力可以通过手指、滚轮等方式对织物层8进行挤压，直至织物层8的气泡完全去除。然后，再进行第二层织物层8的涂抹与铺设，并重复以上步骤，直至使得芯模3上的总织物层8的厚度达到所需的厚度，即完成第一模具板1上的蜂窝芯材子件的铺设。

S4：第一芯模层上形成芯模槽，在芯模槽内继续放置芯模，形成新的芯模层，即第二芯模层n₂，重复步骤S3；

在具体的制备过程中，依据第一芯模层的排列，在第一芯模层上的芯模槽内继续放置芯模3，由此形成第二芯模层。当第二芯模层放置完成后，在第二芯模层上涂抹树脂和铺设纤维织物形成织物层8，然后通过外力将织物层8中的气泡排出；重复铺设多层织物层8，直至总的织物层8的厚度达到所需厚度。

S5：在新的芯模层上形成的芯模槽内放置芯模3，重复步骤S3；依次类推，直至达到最顶层芯模3；

在具体的制备过程中，芯模3排列的层数根据蜂窝芯材的所需尺寸进行设置。

S6：将第二模具板2扣于最顶层的芯模3上；并将第一模具板1与第二模具板2夹紧固定在一起，使蜂窝材料进行固化脱模，即得到蜂窝芯材。

在具体的制备过程中，当顶层芯模3上的织物层8铺设完成后，将第一垫块5和第二垫块7分别放置于第一模具板1的第一固定端11和第二固定端21上；然后将第二模具板2扣压于顶层芯模3上，且顶层芯模3的排列与第二模具板2上的第二模槽22、第二模凸面23相配合，使得第二模具板2与顶层芯模3能够紧贴在一起，即形成相互卡接的结构。最后通过各夹紧件将第一模具板1与第一垫块5、第二模具板2与第二垫块7紧固在一起，进行常温固化。本实施例中，所述常温固化是指蜂窝芯材在蜂窝芯材装置内存放至少12小时，待其完全固化后拆除夹紧件，即可脱模，完成蜂窝芯材的制备。

综上所述，通过本申请提供的蜂窝芯材制备装置和制备方法，能够使得蜂窝芯材一体固化成型，无需像现有技术中将两层半正多边通过胶黏剂再进行粘结而成，本申请中的织物层8均是通过人工手铺成型，需要说明的是，树脂可以根据实际需要进行选择以满足实际生产。本实施例中，树脂优选为不饱和树脂或环氧树脂，由此能够通过常温固化成型。由此，本申请中所得到的蜂窝芯材避免了二次粘接，使得蜂窝芯材的强度高，力学性能稳定，且本申请中的工艺简单易操作，解决了现有技术中蜂窝材料生产工艺复杂、效率低的技术问题。同时，现有技术中因为热压设备的尺寸受到实际环境的限制，导致蜂窝芯材的生产尺寸也受到限制，即现有技术中无法满足大型蜂窝芯材的生产，然而，本申请中无需大的热压设备，蜂窝芯材的尺寸不受热压设备尺寸的影响，由此，本申请中能够实现大型蜂窝芯材的生产。

Claims (8)

1.一种蜂窝芯材的制备装置，其特征在于，包括：

第一模具板，所述第一模具板上设置有多个第一模槽，相邻所述第一模槽之间均设置有第一模凸面；

第二模具板，所述第二模具板与所述第一模具板相对设置，所述第二模具板上设置有多个第二模槽，相邻所述第二模槽之间均设置有第二模凸面；

多个芯模，所述芯模设置于第一模具板与第二模具板之间；

其中，所述芯模的横截面为正多边形，且所述芯模横截面的各边长与第一模槽或第二模槽的横截面边长相等，使得所述芯模能够设置于所述第一模槽、第二模槽内。

2.根据权利要求1所述的一种蜂窝芯材的制备装置，其特征在于，

所述第一模具板两端均设置有第一固定端，所述第二模具板的两端均设置有第二固定端；所述第一固定端与所述第二固定端相对应设置且固定连接。

3.根据权利要求2所述的蜂窝芯材的制备装置，其特征在于，

所述第一固定端和第二固定端上均设置有第一夹紧件，通过所述第一夹紧件使得所述第一模具板与第二模具板之间夹紧固定。

4.根据权利要求3所述的蜂窝芯材的制备装置，其特征在于，

所述第一固定端与第二固定端上均设置有连接孔，所述连接孔内设置有内螺纹；

所述第一夹紧件为螺栓，且所述螺栓的结构与所述连接孔的结构相配合，使得所述螺栓穿过所述连接孔将所述第一固定端与第二固定端通过螺纹连接在一起。

5.根据权利要求2所述的蜂窝芯材的制备装置，其特征在于，所述第一固定端与第二固定端之间均设置有第一垫块，所述第一垫块的一端与所述第一固定端固定连接，其另一端与所述第二固定端固定连接。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的蜂窝芯材的制备装置，其特征在于，所述第一模具板两侧边上均设置有第三固定端，所述第二模具板两侧边上均设置有第四固定端；且所述第三固定端与第四固定端相对设置且固定连接。

7.根据权利要求6所述的蜂窝芯材的制备装置，其特征在于，所述第三固定端和第四固定端上均设置有第二夹紧件，所述第二夹紧件与第一夹紧件的结构相同。

8.根据权利要求6所述的蜂窝芯材的制备装置，其特征在于，所述第三固定端与第四固定端之间设置有第二垫块，所述第二垫块的一端与所述第三固定端固定相接，其另一端与所述第四固定端固定连接。

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