[发明专利]一种多层空间结构的碳纤维层合板的制备方法

权利要求书

1.一种多层空间结构的碳纤维层合板的制备方法，其特征在于它是按以下步骤完成的：

一、模具预处理：模具包括上挤压模板(1)和下挤压模板(2)，所述上挤压模板(1)朝向所述下挤压模板(2)方向一侧设有上波纹凸台，所述下挤压模板(2)朝向所述上挤压模板(1)方向一侧设有下波纹凸台，所述上波纹凸台与所述下波纹凸台啮合；采用丙酮对上波纹凸台和下波纹凸台进行清洗，然后在上波纹凸台和下波纹凸表面涂脱模剂，得到预处理后模具；

二、纤维预浸料预处理：根据实际需要碳纤维波纹板的厚度，依据单层单向碳纤维预浸料单层的厚度，计算单层单向碳纤维预浸料的具体层数n层，然后n层单层单向碳纤维预浸料按照0/45°/90°三个方向交替铺设，得到多层碳纤维预浸料，将多层碳纤维预浸料在温度为20～30℃下进行预热，得到预热后多层碳纤维预浸料；

三、压模：将预热后多层碳纤维预浸料铺设于下挤压模板(2)的下波纹凸台表面，且使预热后多层碳纤维预浸料与下波纹凸台面接触贴合在一起，利用螺栓使上挤压模板(1)和下挤压模板(2)合模，并通过螺栓使成型压力控制为3MPa～8MPa，得到装载碳纤维预处理件的模具；

四、固化脱模：将装载碳纤维预处理件的模具置于固化炉进行固化，然后脱模，得到碳纤维波纹板；

五、切割：将碳纤维波纹板沿垂直碳纤维波纹板的波纹凸台方向对碳纤维波纹板的波纹凸台按照倒置波纹凸台的尺寸进行切割，得到单层点阵芯子基板(31)；

六、叠合：将两个单层点阵芯子基板(31)按照波纹凸台相互垂直以构成正四棱台形凸台(32)形式对正叠加，且两个单层点阵芯子基板(31)的面接触处采用刷胶粘接，得到点阵芯子波纹板(3)；

七：组装：将上固定板(4)与点阵芯子波纹板(3)的正四棱台形凸台(32)一侧对正叠加后刷胶粘接，将下固定板(5)与点阵芯子波纹板(3)的背离正四棱台形凸台(32)方向一侧对正叠加后刷胶粘接，得到多层空间结构的碳纤维层合板。

2.根据权利要求1所述的一种多层空间结构的碳纤维层合板的制备方法，其特征在于步骤一中所述模具包括第一限位板(6)和第二限位板(7)，第一限位板(6)和第二限位板(7)设于上挤压模板(1)和下挤压模板(2)之间相对的两侧。

3.根据权利要求2所述的一种多层空间结构的碳纤维层合板的制备方法，其特征在于步骤二中所述多层碳纤维预浸料由上至下依次分为第一层、第二层、第三层、第四层和第五层，第一层由四层单向碳纤维预浸料由上至下按照45°/0/45°/0交替铺设，第二层由若干层单向碳纤维预浸料由上至下按照90°/0交替铺设，第三层由二层单向碳纤维预浸料由上至下按照45°/0交替铺设，第四层由若干层单向碳纤维预浸料由上至下按照90°/0交替铺设，第五层由二层单向碳纤维预浸料由上至下按照45°/90°交替铺设。

4.根据权利要求3所述的一种多层空间结构的碳纤维层合板的制备方法，其特征在于步骤四中所述固化的具体过程如下：先以1℃/min～4℃/min的升温速率将固化炉内温度从室温升温至110～130℃，然后在温度为110～130℃条件下保温60min～120min，再随炉冷却至50～60℃，完成固化。

5.根据权利要求4所述的一种多层空间结构的碳纤维层合板的制备方法，其特征在于步骤五中所述单层点阵芯子基板(31)厚度为1.5mm～3mm。

6.根据权利要求5所述的一种多层空间结构的碳纤维层合板的制备方法，其特征在于步骤五中所述单层点阵芯子基板(31)的波纹凸台顶部宽度为12mm，波纹凸台底部宽度为27mm，波纹凸台的高度为20mm。

7.根据权利要求6所述的一种多层空间结构的碳纤维层合板的制备方法，其特征在于步骤六中所述点阵芯子波纹板(3)的正四棱台形凸台(32)的顶部呈正方形，边长为12mm，正四棱台形凸台(32)的底部呈正方形，边长为27mm。

8.根据权利要求7所述的一种多层空间结构的碳纤维层合板的制备方法，其特征在于步骤七中所述上固定板(4)和下固定板(5)均为碳纤维板材。