[發明專利]強化泡沫夾芯板及其制備方法

在審

• 申請號: 201510328945.0
• 申請日: 2015-06-15
• 公開（公告）號: CN104924679A
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 馮鵬;孟鑫淼
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B32B3/12
• 分類號: B32B3/12;B32B3/28;B32B5/18
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 李志東

技術領域

本發明屬于土木、航空航天、高速列車、船舶、風機葉片等工程材料領域。具體地，本發明涉及強化泡沫夾芯板及其制備方法

背景技術

泡沫夾芯板是在土木、航空航天、高速列車、船舶、風機葉片等工程領域應用較為廣泛的夾芯板，常用于對保溫隔熱、吸聲降噪、防潮隔濕要求較高的部位，但由于其抗壓強度、抗剪強度及面層芯子粘結強度不及蜂窩夾芯板，因此需要采用強化技術進行增強。常用的強化方法通常分為前置法、后置法等。其中前置法是在發泡前在發泡原料中增加增強體，如添加短纖維、增加蜂窩增強體等；后置法是在發泡后的夾芯板內增加增強體，如Z-pin法、縫紉法等。但現有方法均面臨工序復雜、施工工藝較難控制等問題，且很難應用于曲面夾芯板及變厚度夾芯板，因此有必要開發采用簡單工藝快速成型的強化泡沫夾芯板。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種快速成型制備強化泡沫夾芯板的方法以及利用該方法制備得到的強化泡沫夾芯板。

根據本發明的一個方面，本發明提出了一種制備強化泡沫夾芯板的方法，包括：

采用CNC切削技術制備得到泡沫夾芯；

采用3D打印技術制備得到強化骨架，所述強化骨架含有多個蜂窩單元，所述蜂窩單元的蜂窩壁上設置有加勁肋；

利用疊壓技術將所述強化骨架與所述泡沫夾芯結合，以便使所述強化骨架形成在所述泡沫夾芯內，得到泡沫夾芯層；以及

在所述泡沫夾芯層的上表面和下表面添加面板，以便得到所述強化泡沫夾芯板。

根據本發明實施例的制備強化泡沫夾芯板的方法具有成型速度快和效率高等優點，并且所得強化骨架中的蜂窩單元的蜂窩壁上設置有加勁肋，因此可以提高蜂窩壁抗屈曲的能力，從而顯著提高強化泡沫夾芯板的受力性能，同時采用該方法可以制備得到變厚度、變曲率等復雜形體的強化泡沫夾芯板，并且可以達到減少材料消耗，節約成本的目的。

另外，根據本發明上述實施例的制備強化泡沫夾芯板的方法還可以具有如下附加的技術特征：

在本發明的一些實施例中，所述3D打印技術采用擠出堆積成型、三維粉末粘結成型、選擇性激光燒結成型、熔融沉積成型、數字光處理成型或立體光固化成型中至少一種。由此可以有效且快速地制備得到強化骨架。

在本發明的一些實施例中，所述面板由纖維增強復合材料形成。由此可以進一步提高制備得到的強化泡沫夾芯板的表面強度。

在本發明的一些實施例中，所述泡沫夾芯由聚氨酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚醚酰亞胺和聚甲基丙烯酰亞胺的至少一種形成。

在本發明的一些實施例中，每個所述蜂窩單元的橫截面呈多邊環形，所述多邊環形為六邊形環、菱形環或矩形環。由此可以進一步提高強化骨架的強度。

在本發明的一些實施例中，所述多個蜂窩單元呈相同的多邊環形，且每個所述多邊環形的邊長不同。

在本發明的一些實施例中，所述強化泡沫夾芯板的至少一個面為曲面。由此可以滿足不同的承力需求。

根據本發明的另一方面，本發明提出了一種強化泡沫夾芯板，包括：

泡沫夾芯；

強化骨架，所述強化骨架嵌設在所述泡沫夾芯中，所述強化骨架含有多個蜂窩單元，所述蜂窩單元的蜂窩壁上設置有加勁肋；

上面板，所述上面板設置在所述泡沫夾芯的上表面；以及

下面板，所述下面板設置在所述泡沫夾芯的下表面。

根據本發明實施例的強化泡沫夾芯板的強化骨架中的蜂窩單元的蜂窩壁上設置有加勁肋，因此可以提高蜂窩壁抗屈曲的能力，從而顯著提高強化泡沫夾芯板的受力性能，同時該強化泡沫夾芯板具有優異的可設計性，從而可以得到變厚度、變曲率等復雜形體的強化泡沫夾芯板。

在本發明的一些實施例中，所述強化泡沫夾芯板的至少一個面為曲面。

附圖說明

圖1是根據本發明一個實施例的制備強化泡沫夾芯板的方法流程示意圖；

圖2是根據本發明再一個實施例的制備強化泡沫夾芯板的方法示意圖；

圖3是根據本發明又一個實施例的制備強化泡沫夾芯板的方法中的強化骨架的俯視圖；

圖4是根據本發明一個實施例的強化泡沫夾芯板的結構示意圖；

圖5是根據本發明再一個實施例的強化泡沫夾芯板中的蜂窩單元的結構示意圖。

具體實施方式