[发明专利]一种多层空间结构的碳纤维层合板的制备方法

说明书

一种多层空间结构的碳纤维层合板的制备方法，它涉及一种碳纤维层合板的制备方法。本发明的目的是要解决现有碳纤维复合材料点阵结构制备工艺复杂，批量生产困难，且面芯连接不牢固易发生断裂和脱落的问题。方法：一、模具预处理；二、纤维预浸料预处理；三、模压；四、固化脱模得到碳纤维波纹板；五、切割得到单层点阵芯子基板；六、叠合得到点阵芯子波纹板；七：组装，得到多层空间结构的碳纤维层合板。优点：制备工艺简单，利用推广，增加粘接接触面，提高点阵芯子波纹板的机械性能。本发明主要用于制备多层空间结构的碳纤维层合板。

技术领域

本发明涉及一种碳纤维层合板的制备方法。

背景技术

点阵板材是一种中空结构板材，这种板材的质量密度很低，且具有较高的机械性能。目前，国内外对于金属点阵结构形式的研究已经较为成熟，已经提出金字塔、四面体、八面体等各种拓扑构型的点阵结构；但现有碳纤维复合材料点阵结构制备工艺复杂，批量生产困难，且面芯连接不牢固易发生断裂和脱落的问题。

发明内容

本发明的目的是要解决现有碳纤维复合材料点阵结构制备工艺复杂，批量生产困难，且面芯连接不牢固易发生断裂和脱落的问题，而提供一种多层空间结构的碳纤维层合板的制备方法。

一种多层空间结构的碳纤维层合板的制备方法，具体是按以下步骤完成的：

一、模具预处理：模具包括上挤压模板和下挤压模板，所述上挤压模板朝向所述下挤压模板方向一侧设有上波纹凸台，所述下挤压模板朝向所述上挤压模板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和下挤压模板合模，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；

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

七：组装：将上固定板与点阵芯子波纹板的正四棱台形凸台一侧对正叠加后刷胶粘接，将下固定板与点阵芯子波纹板的背离正四棱台形凸台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。

本发明优点：

一、本发明只对碳纤维波纹板进行一次切割，制成单层点阵芯子基板，再利用两个单层点阵芯子基板叠加得到点阵芯子波纹板，制备工艺简单，便于进行大面积碳纤维层合板的制备，且有利于推广，进行批量化生产。

二、本发明点阵芯子波纹板的凸台呈正四棱台形，点阵芯子波纹板与上固定板和下固定板通过刷胶粘接，与一般正四棱锥点阵结构夹芯板相比，正四棱台形凸台与上固定板的粘接一侧由点接触变成面接触，增加粘接接触面，避免芯板与固定板连接不牢固易发生断裂和脱落的问题，并且正四棱台形凸台对于集中载荷的分散效果更好。