[發明專利]一種準三維增強的復合材料點陣夾層結構及其制作方法

有效

• 申請號: 201610036877.5
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN105479772B
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 劉楊;陸曉峰;朱曉磊;周昌玉;劉路維
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: B29C70/36
• 分類號: B29C70/36
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司32218
• 代理人: 蔣真,徐冬濤

1.一種準三維增強的復合材料點陣夾層結構，其特征在于，其由纖維布與編織點陣芯子構成，編織點陣芯子由纖維布條帶按正交方式縱橫穿插編織而成，纖維布條帶之間有立方體泡沫作為芯子，所述準三維增強的復合材料點陣夾層結構的長度為[ml+xt(m-1)]，所述結構寬度為[nl+xt(n-1)]，所述結構高度為[2t(x+y)+l]，其中：m、n分別為橫向、縱向立方體泡沫數，l為立方體泡沫邊長，x、y分別為點陣芯子和面板鋪層數，t為單層纖維布厚度。

2.根據權利要求1所述的準三維增強的復合材料點陣夾層結構，其特征在于所述纖維布的纖維為玻璃纖維或碳纖維。

3.一種準三維增強的復合材料點陣夾層結構，其特征在于，其由預浸料與編織點陣芯子構成，編織點陣芯子由預浸料條帶按正交方式縱橫穿插編織而成，預浸料條帶之間有立方體泡沫作為芯子，所述結構的長度為[ml+xt(m-1)]，所述結構寬度為[nl+xt(n-1)]，所述結構高度為[2t(x+y)+l]，其中：m、n分別為橫向、縱向立方體泡沫數，l為立方體泡沫邊長，x、y分別為點陣芯子和面板鋪層數，t為單層預浸料厚度。

4.根據權利要求3所述的準三維增強的復合材料點陣夾層結構，其特征在于所述預浸料為玻璃纖維增強樹脂基預浸料或碳纖維增強樹脂基預浸料。

5.一種準三維增強的復合材料點陣夾層結構制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)確定點陣夾層結構由m行、n列立方體泡沫芯子及纖維布條帶和上、下面板纖維布組成，m、n為非0自然數，芯子鋪層數為x層，面板鋪層數為y層；單層纖維布厚度為t，立方體泡沫芯子邊長為l，目標點陣夾層結構的總長度為[ml+xt(m-1)]，總寬度為[nl+xt(n-1)]，高度為[2t(x+y)+l]；

2)根據目標結構尺寸將纖維布原材料裁切成寬度為l的矩形條帶，縱向纖維布條帶長度大于(2m-1)l，橫向條帶長度大于(2n-1)l，將x層裁切好的矩形條帶整齊疊放在一起；將泡沫板裁切成(m*n)個邊長為l的正方體，作為目標結構中間夾芯的支撐芯子，準備一塊與目標結構同尺寸的帶孔鋼板，鋼板上縱向、橫向孔間距為20mm，孔徑為3mm；

3)將裁切并疊放整齊的m條纖維矩形條帶分別繞過m行的n個立方體泡沫芯子，并相互固定，纖維布條帶呈連續的“弓”字形，形成m個纖維布條帶與立方體泡沫芯子的組合體；

4)將步驟3)中制作完成的m個纖維條帶與芯子的組合體正反交錯排列，將n條橫向排列整齊的矩形纖維布條帶的一端固定，從第一排纖維芯子組合體的“弓”字形開口處穿過并抽緊，使纖維與泡沫芯子緊密貼合并固定后，將其穿過第二排反面排列的纖維芯子組合體的“弓”字形開口處，抽緊纖維并固定，如此依次編織其后各列，直至縱向與橫向纖維與泡沫芯子相對固定并緊密貼合無空隙，即形成所述目標結構的中間夾芯；

5)按照VARI工藝要求，在玻璃平板上按順序鋪設脫模布、下面板纖維布、中間夾芯、上面板纖維布、脫模布、隔離膜、導流網，鋪放完成后在導流網上方放置帶孔鋼板，并鋪放第二層導流網，連接好真空泵抽氣口和注膠口后，鋪放真空袋膜并密封，抽氣達到一定真空度并保壓一段時間后進行注膠固化。

6.一種準三維增強的復合材料點陣夾層結構制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)確定點陣夾層結構由m行、n列立方體泡沫芯子及預浸料條帶和上、下面板預浸料組成，m、n為非0自然數，芯子鋪層數為x層，面板鋪層數為y層；單層預浸料厚度為t，立方體泡沫芯子邊長為l，目標點陣夾層結構的總長度為[ml+xt(m-1)]，總寬度為[nl+xt(n-1)]，高度為[2t(x+y)+l]；

2)根據目標結構尺寸將預浸料原材料裁切成寬度為l的矩形條帶，縱向預浸料條帶長度大于(2m-1)l，橫向條帶長度大于(2n-1)l，將x層裁切好的矩形條帶整齊疊放在一起；將泡沫板裁切成(m*n)個邊長為l的正方體，作為目標結構中間夾芯的支撐芯子，準備一塊與目標結構同尺寸的帶孔鋼板，鋼板上縱向、橫向孔間距為20mm，孔徑為3mm；

3)將裁切并疊放整齊的m條預浸料矩形條帶分別繞過m行的n個立方體泡沫芯子，并相互固定，預浸料條帶呈連續的“弓”字形，形成m個預浸料條帶與立方體泡沫芯子的組合體；

4)將步驟3)中制作完成的m個預浸料條帶與芯子的組合體正反交錯排列，將n條橫向排列整齊的矩形預浸料條帶的一端固定，從第一排預浸料條帶芯子組合體的“弓”字形開口處穿過并抽緊，使預浸料與泡沫芯子緊密貼合并固定后，將其穿過第二排反面排列的纖維芯子組合體的“弓”字形開口處，抽緊預浸料并固定，如此依次編織其后各列，直至縱向與橫向預浸料與泡沫芯子相對固定并緊密貼合無空隙，即形成所述目標結構的中間夾芯；

5)按照VARI工藝要求，在玻璃平板上按順序鋪設脫模布、下面板預浸料、中間夾芯、上面板預浸料、脫模布，鋪放真空袋膜，密封并抽真空后直接固化。