[发明专利]制造成型的蜂窝结构的方法及由此制造的蜂窝结构

说明书

发明背景

1.发明领域

本发明涉及制造蜂窝结构的方法及由此制造的蜂窝结构，该蜂窝结构 成型为其面上具有至少两个位于不同切面内的点。在一个优选的实施方案 中，本发明涉及制造用于高温环境中的具有弯曲形状的蜂窝结构的方法及由 此制造的蜂窝结构。

2.背景技术

美国专利5,096,526公开了由高熔融温度的热塑性层压体和蜂窝结构 芯形成成型的结构的方法，尤其是使热塑性层压体与蜂窝结构芯粘合并随后 在模制工具上对结构进行成型的方法。该方法涉及将层压体加热至高于600 °F(315℃)以便在无粘合剂的情况下使热塑性层压体覆盖片与蜂窝结构芯粘 合，然后成型具有蜂窝结构芯的覆盖片。

美国专利5,137,768、6,544,622和5,789,059公开了由高模量对位芳 族聚酰胺材料制成的片材所制成的蜂窝结构。这些蜂窝结构由于其高刚度、 高强度重量比和耐温性而具有很高的价值。高模量的对位芳族聚酰胺材料可 形成极为坚硬的蜂窝结构，这在许多条件下是所期望的，但是当试图将这些 蜂窝结构模制成弯曲形状时则会产生问题。当蜂窝结构在具有曲率区域的模 壳上或模壳中成型时，蜂窝结构的一面被拉伸而另一面被压缩。被压缩的一 面通常会经受更严重的损坏，并且这种损坏一般为单元壁向内弯曲；也就是 说，单元壁向单元内塌陷或弯曲。如果大量单元具有向内弯曲的单元壁，则 蜂窝结构具有严重的结构缺陷。

因此，需要的是一种包含高模量材料而且还能经受模制而不损坏过量 的蜂窝结构单元的蜂窝结构。

发明概述

本发明涉及制造蜂窝结构的方法及由此制造的蜂窝结构，该蜂窝结构 包括具有形成蜂窝结构的面的边缘的单元，该面由多个点来限定并且具有曲 率区域，其中至少两个点位于不同的切面内，该方法包括以下步骤：

a)由多个片材形成具有展开的单元的蜂窝结构，该片材在多个平行平 面中具有多条平行节线，该片材包含具有120℃至350℃的熔点的 热塑性材料以及具有600克/旦尼尔(550克/分特)或更高模量的 高模量纤维；

b)用热固性树脂浸渍蜂窝结构；

c)将热固性树脂固化或部分地固化以形成固化或部分固化的蜂窝结 构；

d)沿垂直于粘合剂的平行线平面的方向来按压固化或部分固化的蜂窝 结构，以使至少一部分热固性树脂破裂；

e)将受压的蜂窝结构沿垂直于粘合剂的平行线平面的方向拉开，以形 成具有破裂点的蜂窝结构；

f)在模具中或模壳上弯曲、模制或成形具有破裂点的蜂窝结构；

g)加热该蜂窝结构以使热塑性材料流至破裂点；以及

h)冷却蜂窝结构，以基本上保持模具或模壳的形状。

附图简述

图1a和1b为六边形形状的蜂窝结构的图示。

图2为六边形单元形状的蜂窝结构的另一图示。

图3a、3b和3c为形成弯曲的蜂窝结构的简单方法的图示。

图4a、4b、4c和4d示出了未损坏的六边形单元和具有凹形单元壁的 损坏的六边形单元。

图5a、5b、5c和5d示出了未损坏的正方形单元和具有凹形单元壁的 损坏的正方形单元。

图6示出了一个成型的制品，该制品为由蜂窝结构和一个或多个面片 材制成的面板的形式。

图7为在蜂窝结构的制造过程中施加粘合剂的工序视图。

图8为在蜂窝结构的制造过程中堆叠含纤维纸片的工序视图。

图9为在蜂窝结构的制造过程中热压纸片堆叠件的工序视图。

图10为在蜂窝结构的制造过程中展开纸片堆叠件的工序视图。

图11a和11b为对蜂窝结构进行成型的实例工序视图。

图12为压缩蜂窝结构使得热固性树脂至少部分破裂的工序视图。

发明详述