[发明专利]一种面芯增强复合材料格栅夹芯板及其制备方法

摘要

本发明提供了一种面芯增强复合材料格栅夹芯板及其制备方法，属于复合材料技术领域。步骤如下：一、利用面板模具制备带卡槽的复合材料上面板和带卡槽的复合材料下面板；二、设计和组装格栅芯体活动模具；三、利用格栅芯体活动模具制备复合材料格栅芯体；四、制备复合材料格栅夹芯板。本发明复合材料格栅夹芯板芯体具有正交各向异性，面板和芯体之间通过卡槽进行嵌合，增强了界面结合能力，提高了复合材料格栅夹芯板的承载能力，且所述的格栅芯体活动模具可以通过活动块的自由拆卸组合来组装成具有多种行列组合的芯体模具，从而可以制备同种单胞的不同排列组合复合材料格栅夹芯板，并且工艺简单，脱模容易。

主权项

1.一种面芯增强复合材料格栅夹芯板，其特征在于，包括正交各向异性Kagome的格栅芯体(2)、带卡槽的复合材料上面板(1)和带卡槽的复合材料下面板(3)；所述的格栅芯体(2)高度M为10‑20mm，由多个复合材料Kagome格栅单胞(14)组成，每个格栅单胞(14)由直角三角形和六角形两种形态构型规则重复构成，直角三角形的底边与六角形的一边重合，两直角三角形分别位于六角形的对边上，且直角三角形的底边对称延长；相邻格栅单胞(14)通过直角三角形顶点、底边延长线、六角形的顶点实现相连，有规律排布；所述的带卡槽的复合材料上面板(1)和带卡槽的复合材料下面板(3)形状的结构相同，夹着格栅芯体(2)，二者均为带有卡槽的复合材料面板，复合材料面板总厚度为1‑2mm；其中，卡槽的形状由格栅芯体(2)的形状决定，卡槽呈周期性排布，保证格栅芯体(2)嵌入相对应的卡槽，卡槽深度为复合材料面板总厚度的一半；格栅夹芯板使用的模具包括面板模具(4)和格栅芯体组合活动模具，面板模具(4)为有一定行数和列数的凹槽单元组成的矩形板，每个凹槽单元由两个直角三角形凹槽和一个六角形凹槽组成，两个直角三角形凹槽分别位于六角形凹槽的左右两边，其中凹槽深度为0.5‑1mm，直角三角形底边和相邻的六角形长边的距离为1‑3mm；格栅芯体组合活动模具由底板(5)和活动组件组成；底板(5)由4种类型的定位槽和两种类型的沉头螺纹孔组成，4种类型的定位槽分别为：A型活动块定位槽(5‑1)、B型活动块定位槽(5‑2)、C型活动块定位槽(5‑3)和D型活动块定位槽(5‑4)；两种类型的沉头螺纹孔分别为：E型沉头螺纹孔(5‑5)和F型沉头螺纹孔(5‑6)；底板(5)的厚度为20‑40mm，定位槽深度为8‑10mm，两种类型的沉头螺纹孔和对应的定位槽贯穿底板(5)，两者中心重合，且沉头螺纹孔沉头部分位于底板(5)的底端面，对应关系为：E型沉头螺纹孔(5‑5)分别与A型活动块定位槽(5‑1)、C型活动块定位槽(5‑3)对应，F型沉头螺纹孔(5‑6)分别与B型活动块定位槽(5‑2)、D型活动块定位槽(5‑4)对应；活动组件分为6种类型的活动块，分别为A型活动块(6)、B型活动块(7)、C型活动块(8)、D型活动块(9)、G型活动挡块(10)和H型活动挡块(11)；其中，A型活动块(6)和C型活动块(8)均由上端面为六角形和下端面为圆角矩形组成，六角形的高度为10‑20mm，圆角矩形的高度为8‑10mm，圆角矩形的底端中心有深度为3‑5mm的E型螺纹孔(12)；A型活动块(6)的圆角矩形与底板(5)上的A型活动块定位槽(5‑1)形状尺寸一致，相互配合，进行定位；C型活动块(8)的圆角矩形与C型活动块定位槽(5‑3)形状尺寸一致，相互配合，进行定位；B型活动块(7)和D型活动块(9)均由上端面为三角形和下端面为圆角矩形组成，三角形的高度为10‑20mm，圆角矩形的高度为8‑10mm，圆角矩形的底端中心有深度为3‑5mm的F型螺纹孔(13)；B型活动块(7)的圆角矩形与底板(5)上B型活动块定位槽(5‑2)形状尺寸一致，相互配合，进行定位；D型活动块(9)的圆角矩形与底板(5)上D型活动块定位槽(5‑4)形状尺寸一致，相互配合，进行定位；G型活动挡块(10)由上端面为矩形齿状和下端面为圆角矩形组成，高度均为10‑20mm，矩形齿状下端具有两个形状尺寸一致的圆角矩形，且每个圆角矩形底端中心都有深度为3‑5mm的E型螺纹孔(13)，G型活动挡块(10)的圆角矩形与底板(5)上B型活动块定位槽(5‑2)形状尺寸一致，相互配合，进行定位，故G型活动挡块(10)在组装模具边缘时替代B型活动块(7)，用来封闭A型活动块(6)；H型活动挡块(11)由上端面为三角齿状和下端面为圆角矩形组成，高度均为10‑20mm；其中，圆角矩形的底端中心有深度为3‑5mm的F型螺纹孔(13)，H型活动挡块(11)的圆角矩形与底板(5)上D型活动块定位槽(5‑4)形状尺寸一致，相互配合，进行定位，故H型活动挡块(11)在组装模具边缘时替代D型活动块(9)，用来封闭D型活动块(9)；当活动组件与底板(5)按照对应关系完成定位后，通过E型沉头螺钉对A型活动块(6)、C型活动块(8)与底板(5)进行连接固定，通过F型沉头螺钉对B型活动块(7)、D型活动块(9)、G型活动挡块(10)、H型活动挡块(11)与底板(5)进行连接固定；固定后的活动块之间具有间隙，间隙的形状和所述的格栅单胞(14)形状一致，即为纤维铺放槽N，间隙宽度为1‑3mm；所述的A型活动块(6)和A型活动块定位槽(5‑1)，B型活动块(7)、G型活动挡块(10)和B型活动块定位槽(5‑2)，C型活动块(8)和C型活动块定位槽(5‑3)，D型活动块(9)、H型活动挡块(11)和D型活动块定位槽(5‑4)均采用间隙配合，保证配合精度；所述的活动块分别具有多个，且同一类型的活动块完全一致，同一类型可相互替换，均与底板(5)上对应的定位槽进行定位配合；所述的G型活动挡块(10)在组装模具边缘时替代B型活动块(7)，用来封闭A型活动块(6)，H型活动挡块(11)在组装模具边缘时时替代D型活动块(9)，用来封闭D型活动块(9)，通过这两种类型的活动块来将格栅芯体组装成具有一定行列组合的封闭芯体模具。