[發明專利]泡沫填充蜂窩鋁芯三明治結構及其制備方法

在審

• 申請號: 201410090364.3
• 申請日: 2014-03-04
• 公開（公告）號: CN103847163A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 劉強;郭鷗;吳穎菡;伍文艷
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: B32B15/02
• 分類號: B32B15/02;B32B7/12;B32B37/00;B32B37/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及復合材料技術領域，特別是一種具有曲面特征的泡沫填充蜂窩鋁芯三明治結構及其制備方法。

背景技術

蜂窩鋁三明治結構由于重量輕、比強度高、抗沖擊性好、隔熱隔音等一系列優點，已廣泛應用于航空航天、汽車、建筑等領域。目前國內外常見的蜂窩鋁三明治板為蜂窩鋁板，其由蜂窩鋁芯材和金屬面板復合而成。

現有的蜂窩鋁三明治結構在芯材和面板兩方面都存在著不足。對于蜂窩鋁芯材而言，其間隙一般為中空，使得整體結構的側向力學性能遠低于其軸向力學性能；并且這樣的芯材一般難以加工出具有雙曲率特征的曲面。對于面板而言，常見的為平板形式，如果要復合出曲面特征的三明治結構，沖壓成形成本大，因此，目前的蜂窩鋁三明治結構無論是力學性能，還是三維加工性性能等都有待改進。

發明內容

本發明為了解決目前現有的蜂窩鋁板存在的力學性能以及加工性能不佳的問題，而提供的一種泡沫填充蜂窩鋁芯三明治結構。

為達到上述功能，本發明提供的技術方案是：

一種泡沫填充蜂窩鋁芯三明治結構，包括上面板、上膠層、蜂窩鋁-泡沫一體芯、下膠層和下面板，發泡材料在蜂窩鋁中發泡后得到泡沫和蜂窩鋁的復合物，所述復合物根據產品外形和結構的需要經三維加工后得到具有曲面特征的所述蜂窩鋁-泡沫一體芯，所述蜂窩鋁-泡沫一體芯與所述上面板和所述下面板之間分別通過所述上膠層和所述下膠層進行粘接。

優選地，所述的上面板和下面板為復合材料板或傳統金屬材料板。

優選地，所述泡沫根據需要在所述蜂窩鋁中進行均勻化填充或梯度填充，填充后可以二次加工出復雜曲面特征。

優選地，所述上面板和所述下面板為碳纖維增強復合材料板、玻璃纖維增強復合材料板、鋁板或鋼板。

本發明還提供上述的泡沫填充蜂窩鋁芯三明治結構的制備方法，包含如下步驟：

步驟1、將上面板和下面板進行表面粗化和表面清洗，去除油污后烘干；

步驟2、將準備好的蜂窩鋁置于發泡模具中，準備好發泡所需的設備；

步驟3、將發泡材料置于所述蜂窩鋁中，根據所需要的泡沫密度控制發泡材料數量；合模、升溫，進行發泡，控制發泡溫度和時間；冷卻后取出泡沫和蜂窩鋁的復合物；

步驟4、根據實際需要對步驟3中的泡沫和蜂窩鋁的復合物進行外形加工，得到所述的蜂窩鋁-泡沫一體芯；

步驟5、將步驟4中加工好的蜂窩鋁-泡沫和步驟1中的上面板和下面板進行粘接，粘接時分別在所述上面板和所述下面板的內側或蜂窩鋁-泡沫復合體兩側涂膠或膠膜，然后將所述上面板、所述下面板和所述蜂窩鋁-泡沫一體芯進行預壓得到一預壓件；將所述預壓件放置到模壓機上下壓板中間，然后控制模壓機壓板的加載壓力和溫度，成形得到泡沫填充蜂窩鋁芯三明治結構。

優選地，所述的蜂窩鋁為正多邊形。

優選地，所述發泡材料為聚苯乙烯或聚氨酯。

優選地，所述膠膜為環氧樹脂膠類膠或膠膜。

優選地，聚苯乙烯珠粒直徑為0.4mm～1.8mm。

上述的均勻化填充是指填充在所述蜂窩鋁中的泡沫的密度是均勻的，上述的梯度填充是指填充在所述蜂窩鋁中的泡沫的密度呈梯度狀變化。

本發明的有益效果在于：本發明提供的一種泡沫填充蜂窩鋁芯三明治結構，通過在蜂窩鋁中填充泡沫有效提高了蜂窩鋁芯三明治結構的綜合抗沖擊等力學性能，改善了三維可加工性能，同時具有良好的隔音、保溫等性能。

附圖說明

圖1為泡沫填充蜂窩鋁芯三明治結構的結構示意圖；

圖2為梯度填充的蜂窩鋁-泡沫一體芯的縱截面圖；

圖3為本發明的工藝示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖1至附圖3對本發明作進一步闡述：

實施例一：

如圖1所示的一種泡沫填充蜂窩鋁芯三明治結構，包括上面板1、上膠層4、蜂窩鋁-泡沫一體芯2、下膠層5和下面板3，本實施例中的上面板1和下面板3為曲面板，發泡材料在蜂窩鋁中發泡后得到泡沫22和蜂窩鋁21的復合物，該復合物具有較強的綜合力學性能(軸向和側向)以及三維加工性能，該復合物根據產品外形和結構的需要經三維加工后得到具有曲面特征的蜂窩鋁-泡沫一體芯2，蜂窩鋁-泡沫一體芯2與上面板1和下面板3之間分別通過上膠層4和下膠層5進行粘接得到曲面三明治板。