[發明專利]一種縫紉泡沫夾芯復合材料的制造方法

有效

• 申請號: 201811579096.6
• 申請日: 2018-12-24
• 公開（公告）號: CN109551858B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 孫士勇;秦進;楊睿;牛斌;劉錦華
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B32B37/00
• 分類號: B32B37/00;B32B38/04;B32B38/18
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;梅洪玉

本發明提供了一種縫紉泡沫夾芯復合材料的制造方法，屬于樹脂基復合材料制品成型技術制造技術領域。該方法首先制備泡沫芯體，然后裁剪上下面板所需的纖維布。之后使用夾具夾緊預成型體，用特制的滑塊與上鋁板上的定位槽配合，對預成型體進行打孔。最后采用改進的鎖式縫紉方式對預成型體進行縫紉，并采用VARTM工藝或熱壓罐成型工藝進行固化成型。與傳統的縫紉方法相比，本發明的優點是在泡沫夾芯復合材料中可以實現不同角度、不同間距、不同行距的縫紉。通過滑塊與上鋁板上的定位槽配合可以保證縫紉位置和縫紉角度的準確性，且成本低廉且容易實現。

技術領域

本發明涉及一種縫紉增強的泡沫夾芯復合材料的整體成型方法，屬于樹脂基復合材料制品成型技術制造技術領域。

背景技術

泡沫夾芯復合材料因其具有耐疲勞性好、彎曲剛度與強度大、抗失穩定性強、質量輕以及抗振消震、吸音和隔熱等特點。因此被廣泛應用在風力發電、交通運輸、航空航天領域以及日常生活中的汽車、建筑、醫療設備配件、體育器材等領域。然而由于復合材料的各向異性和面芯材料力學性能不同從而造成界面應力集中；制造過程中材料不均勻、工藝不穩定等導致殘余應力或初始缺陷；以及泡沫夾芯復合材料結構在服役過程中的瞬時過載等都會導致泡沫夾芯復合材料結構在服役過程中容易出現芯體開裂和面芯界面分層等現象。開裂和界面分層等現象會嚴重影響結構的承載能力，有時還會進一步引發整體結構的失效和破壞，從而大大影響結構的力學性能。

為了提高泡沫夾芯復合材料結構抵抗內部芯體開裂和界面分層破壞的能力，國內外學者提出了很多方法對泡沫夾芯復合材料結構進行強化。其中主要的強化方法包括對泡沫夾芯復合材料進行層間增韌和對泡沫夾芯復合材料的Z向進行增強。目前泡沫夾芯復合材料層間增韌技術主要采用的是短纖維增韌法。而泡沫夾芯復合材料的Z向增強方法主要可以分為Z-pin法、縫紉法、纖維柱增強三種方法。與縫紉法相比，Z-pin法和纖維柱增強法的成本太高，且需要復雜的成型設備。而層間增韌技術只能對界面進行增強，強化效果有限。

目前的縫紉泡沫夾芯復合材料的制備方法大多不能保證縫紉時準確的間距和行距，且縫紉時的間距和行距不容易改變。在縫紉時玻璃纖維布和泡沫芯體的位置不能保證固定，容易滑動。縫紉時大多不能實現不同角度的縫紉，且需要特殊昂貴的成型設備。比如在專利公布號CN 104908330A名稱為“一種縫紉復合材料及其制作工藝”中就沒有涉及到不同角度的縫紉，也沒有提到縫紉時保證縫紉位置準確性的方法。

發明內容

本發明的目的在于針對目前縫紉泡沫夾芯復合材料制造過程中縫紉行距、縫紉間距、縫紉角度不容易改變且準確性無法保證。縫紉過程中纖維布或泡沫芯體易發生滑動。制造過程中需要大型昂貴輔助成型設備，制造成本高等問題。從而提供一種縫紉增強的泡沫夾芯復合材料的整體成型方法。

本發明的技術方案：

一種縫紉泡沫夾芯復合材料的制造方法，步驟如下：

1)制備縫紉泡沫夾芯復合材料所需的泡沫芯體，泡沫芯體為一個長方體，長為160mm～220mm，寬為40mm～100mm，高度為5mm～30mm；

2)裁剪上下面板所需的纖維布，纖維布為長方形，具體尺寸根據所制備泡沫的尺寸來決定；

3)在縫紉架的中部鋪放下鋁板，并在下鋁板上依次鋪放纖維布、泡沫芯體、纖維布和上鋁板；用螺釘穿過縫紉架和上下鋁板上的預留孔，并在上面擰緊螺母把預成型體夾緊；

4)根據需求，選擇所需角度的滑塊；用滑塊與上鋁板上的定位槽配合，對上下鋁板夾緊的預成型體進行打孔；通過不同規格的滑塊與上鋁板的配合打出不同角度的孔，并實現不同間距、不同行距的打孔；

5)對打過孔的預成型體用縫紉線進行縫紉，縫紉方式為改進的鎖式縫紉方式；縫紉時首先需要在上面穿入縫線，然后在下面穿入底線，且上下鋁板上的槽保證縫線行距的準確性；