CN110936635B - 基于导流工艺模压成型的复合蜂窝构件及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于导流工艺模压成型的复合蜂窝构件及方法,步骤包括:(1)按照玻纤毡/蜂窝芯/导流网/蜂窝芯/玻纤毡的铺层顺序实施手工方式铺层,形成复合铺层结构;(2)装夹固定复合铺层,并于复合铺层玻纤毡表面室温均匀喷涂聚氨酯发泡树脂;(3)将喷涂后的复合铺层置入热压模,凹模四周铺设耐高温氟橡胶密封垫,进行热模压固化成型,从导流网一侧通入压缩空气,通过调节模压压力和压缩空气之间的压力匹配,控制复合蜂窝芯内部聚氨酯高度,制成复合蜂窝预制件。该方法制备的复合蜂窝构件具有轻质高强、制备工艺简单、制造成本低、界面结合性能优越等特性,可满足多层结构蜂窝芯之间的有效粘接。
Description
技术领域
本发明公开了一种基于导流工艺模压成型的复合蜂窝构件及方法,涉及蜂窝夹层结构制造技术领域。
背景技术
蜂窝夹层结构不仅具有质量轻、比强度、比刚度高等特性,同时还具有优良的结构稳定性、抗压性能、减震性能和隔音隔热性能,受到越来越多的关注与重视,被广泛应用于汽车内外饰件,如各类挡板、盖板、卧铺版,以及航空航天工业中的保护罩、侧壁板、隔音板、隔热板、外壳等构件。目前使用的蜂窝材料种类繁多,最常见的蜂窝类型包括铝蜂窝、纸蜂窝和塑料蜂窝等。现有技术制备的蜂窝夹层结构一般采用单层蜂窝芯,当蜂窝夹层结构应用于尺寸较高的应用场合时,通常增加蜂窝芯壁厚来满足其强度与刚度的要求,此类蜂窝芯在拉伸时由于其粘接或焊接强度的限制,容易出现开胶、开焊或撕裂等问题。成型过程中,树脂发泡成型进入蜂窝芯内部,某种程度上不能有效实现蜂窝材料的轻量化,同时也会降低蜂窝材料的隔音隔热效果,这限制了此类蜂窝夹层结构进一步推广使用。
相对单层蜂窝夹层而言,多层蜂窝夹层结构具有更优越的抗冲击性能和吸波性能,应用前景广阔。如何提高多层蜂窝夹层的结构稳定性和力学性能,增加蜂窝芯夹层间的接触面积和粘接强度成为研究重点,需要开发出新的成形工艺和制备方法作为突破口。因此,改变传统制备工艺,发明一种基于导流工艺可实现多层结构蜂窝芯粘接的复合蜂窝组件,对汽车内外饰件和航空航天等应用领域具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于:针对现有技术的不足提供一种基于导流工艺模压成型的复合蜂窝构件及方法。该方法制备的复合蜂窝构件具有轻质、高强,制备工艺简单,制造成本低,界面结合性能优越等特性,可满足多层结构蜂窝芯之间的有效粘接。
为了实现上述目的,本发明所采用的方法为:
一种基于导流工艺模压成型复合蜂窝构件的方法,包括以下步骤:
(5)按照玻纤毡/蜂窝芯/导流网/蜂窝芯/玻纤毡的铺层顺序实施手工方式铺层,形成复合铺层结构;
(6)装夹固定复合铺层,并于复合铺层玻纤毡表面室温喷涂均匀喷涂AB料聚氨酯发泡树脂;
(7)将喷涂后的复合铺层置入热压模,热压模的凹模四周铺设耐高温氟橡胶密封垫,进行热模压固化成型,凹模一侧设置有通气管路,通气管路将压缩空气通入导流网中,通过模压压力和压缩空气之间的压力匹配,控制渗入复合蜂窝芯内部聚氨酯的高度,使得聚氨酯发泡树脂与上下蜂窝芯壁之间形成有效连接,制成复合蜂窝预制件;
(8)升高热模压温度,实施阶梯固化,使得导流网发生熔融,实现复合蜂窝芯各层之间的有效粘接,冷却、切割,得到复合蜂窝构件。
所述的方法,步骤1)中所述蜂窝芯是孔径为4~8mm六边形孔格的蜂窝状结构,蜂窝芯的材料壁厚为0.05~0.2mm。
所述的方法,步骤1)中所述导流网是丝径为0.5mm,孔径尺寸为2mm的聚丙烯导流网。
所述的方法,步骤2)中所述玻纤毡表面室温喷涂聚氨酯发泡树脂,聚氨酯发泡树脂由组合聚醚(CE3532/100C,A料)和异氰酸酯(CE3532/104C,B料)混合发泡而成,AB料按1:1的比例实施玻纤毡表面喷涂。
所述的方法,步骤3)所述耐高温氟橡胶密封垫为矩形结构,壁厚为2mm,周界尺寸为(1002±1)mm×(502±1)mm,密封垫端面设计成45°斜角。
所述的方法,步骤3)中所述模具温度为120~130℃,将压力为0.6~0.8MPa的压缩空气通过通气管路注入导流网,模压机压力为2~3MPa,保压时间为180~300秒,内部压力与外加载荷有效结合,控制发泡树脂渗入蜂窝芯高度。
所述的方法,步骤4)中,热模压温度为160~180℃,压力为10~15MPa,保压时间180~300秒条件下实施热模压成型,以使导流网发生熔融,并促进聚氨酯二次固化,冷却、切割,获得复合蜂窝构件。
复合蜂窝构件的制备工艺:
①按设计规格裁剪蜂窝芯、玻纤毡、导流网和导流管道备料,依据玻纤毡/蜂窝芯/导流网/蜂窝芯/玻纤毡的铺层顺序实施手工方式铺层,封装固定;②将复合铺层样品放置于带旋转装置的喷涂设备平台上,借助机器人辅助制造技术移动样品至喷涂位置,AB料按1:1比例喷涂于玻纤毡表面,聚氨酯发泡树脂渗入玻纤层;③翻转样品,以相同工艺喷涂另一面;④移动样品至热压模具中,凹模四周铺设厚度为2mm的耐高温氟橡胶密封垫,预热模具温度为120~130℃,将压力为0.6~0.8MPa的压缩空气通过通气管路注入导流网,模压机压力为2~3MPa,与压力机配合,保压时间180~300秒,通过模压压力和压缩空气之间的压力匹配,将复合蜂窝芯内部聚氨酯发泡树脂高度控制在1cm内;⑤将模具温度升高至160~180℃,压力为10~15MPa,保压180~300秒实施模压成型;⑥待热塑性树脂(即导流网)冷却结晶后,脱模、切割,得到复合蜂窝构件。
表1热模压制备工艺参数
本发明一种基于导流工艺模压成型复合蜂窝构件及其制备方法,具有以下优点:
(1)本发明采用导流工艺将压缩空气通过导流网引入复合蜂窝构件内部,通过调节热模压压力和压缩空气的压力效应,将蜂窝芯内部聚氨酯发泡树脂的量控制在一定范围内。
(2)升高模具温度至导流网的熔融温度,熔融的导流网树脂分子扩散到上蜂窝的下表面和下蜂窝的上表面,部分熔体渗入到蜂窝芯内部并固化吸附,与蜂窝芯壁之间形成有效粘结,使得导流网与上下蜂窝芯之间以端面粘合和侧壁吸附的作用形式存在,更有利于复合蜂窝预制体的界面结合。
(3)熔融后的导流网热塑性树脂与蜂窝芯粘接能力强,耐候性好,同时热塑性树脂相对聚氨酯发泡树脂具有更高的内聚强度和抗拉强度,可以保证同种或异型蜂窝芯之间的粘接。因此,复合蜂窝预制体在三维尺度方向上具有较高的强度,整体性能优越。
(4)所制备的复合蜂窝构件,可满足多层结构蜂窝芯之间的有效粘接,而且可以扩展到三层以上的复合蜂窝构件结构。
附图说明
图1是基于导流工艺制备的复合蜂窝构件结构示意图。
图中标识:1-玻纤毡/聚氨酯复合层,2-蜂窝芯,3-导流网层,4-蜂窝芯,5-玻纤毡/聚氨酯复合层
图2是复合蜂窝构件制备流程示意图。
图中标识:11-通气管路,12-上模,13-下模,14-复合蜂窝构件,15-加热管,16-耐高温氟橡胶垫。
第I步:复合组件预制体的铺设与安放;第II步:模具加热;第III步:热模压成型;
具体实施方式
以下结合具体实施例,对本发明进行详细说明。
实施例一
参见图1、图2,一种基于导流工艺模压成型复合蜂窝构件,所述复合蜂窝构件是由玻纤毡/聚氨酯复合层、蜂窝芯、导流网、蜂窝芯、玻纤毡/聚氨酯复合层组合而成,包括以下制备步骤:
①采用手工铺层方式按照玻纤毡/蜂窝芯/导流网/蜂窝芯/玻纤毡的铺层顺序实施铺层,形成复合铺层结构;
②借助机器人辅助制造技术装夹固定复合铺层,并于复合铺层玻纤毡表面室温喷涂均匀喷涂AB料聚氨酯发泡树脂;
③将喷涂后的复合铺层置入热压模,凹模四周铺设厚度为2mm的耐高温氟橡胶密封垫,进行热模压固化成型,从导流网一侧通入压缩空气,通过模压压力和压缩空气之间的压力匹配,控制复合蜂窝芯内部聚氨酯高度,制成复合蜂窝预制件;
④升高热模压温度,实施阶梯固化,使得导流网发生熔融,实现复合蜂窝芯各层之间的有效粘接,冷却、切割,得到复合蜂窝构件。
本实施例中,所述蜂窝芯是纸蜂窝。
所述蜂窝芯是孔径为4mm正六边形孔格的蜂窝状结构,蜂窝芯层的材料厚度为0.05mm,蜂窝芯具有良好的抗压强度。
本实施例中,所述导流网是丝径为0.5mm,孔径尺寸为2mm的聚丙烯导流网。
本实施例中,所述聚氨酯发泡树脂是由组合聚醚(CE3532/100C,A料)和异氰酸酯(CE3532/104C,B料)混合而成,AB料按1:1比例进行表面喷涂。
本实施例中,所述复合蜂窝构件的制备工艺:
①分别裁剪1000mm×500mm尺寸蜂窝芯、玻纤毡和导流网,导流管道备料;②按照玻纤毡、蜂窝芯、导流网、上蜂窝芯、玻纤毡的铺层顺序依次进行定型铺贴,装夹固定;③将样品放置于带旋转装置的喷涂设备平台上,利用机械手辅助制造技术将样品移动至喷涂位置,AB料按1:1比例喷涂玻纤毡,聚氨酯渗入玻纤层,进入蜂窝芯孔;④翻转样品,继续喷涂另一面;⑤在平板模具上下表面喷涂脱模剂,安装矩形氟橡胶密封垫,连接导流管道,移动样品至预热的热压模具中,合模,模具温度为120℃,将压力为0.6MPa的压缩空气通过通气管路注入导流网,模压机压力为2MPa,保压180秒条件下实施模压成型,将内部压力与外加载荷有效结合,控制发泡树脂渗入蜂窝芯高度;⑥将模具温度升高至160℃,压力为10MPa,保压180秒条件下实施热模压成型,以使导流网发生熔融,并促进聚氨酯二次固化;⑦交联固化完成后脱模、切割,得到复合蜂窝构件。
表2热模压制备工艺参数
实施例二
一种基于导流工艺模压成型复合蜂窝构件及其制备方法,所述复合蜂窝构件是由玻纤毡/聚氨酯复合层、蜂窝芯、导流网、蜂窝芯、玻纤毡/聚氨酯复合层组合而成,包括以下制备步骤:
①采用手工铺层方式按照玻纤毡/蜂窝芯/导流网/蜂窝芯/玻纤毡的铺层顺序实施铺层,形成复合铺层结构;
②借助机器人辅助制造技术装夹固定复合铺层,并于复合铺层玻纤毡表面室温喷涂均匀喷涂AB料聚氨酯发泡树脂;
③将喷涂后的复合铺层置入热压模,凹模四周铺设厚度为2mm的耐高温氟橡胶密封垫,进行热模压固化成型,从导流网一侧通入压缩空气,通过模压压力和压缩空气之间的压力匹配,控制复合蜂窝芯内部聚氨酯高度,制成复合蜂窝预制件;
④升高热模压温度,实施阶梯固化,使得导流网发生熔融,实现复合蜂窝芯各层之间的有效粘接,冷却、切割,得到复合蜂窝构件。
本实施例中,所述蜂窝芯是纸蜂窝。
所述蜂窝芯是孔径为6mm正六边形孔格的蜂窝状结构,蜂窝芯层的材料厚度为0.1mm,蜂窝芯具有良好的抗压强度。
本实施例中,所述导流网是丝径为0.5mm,孔径尺寸为2mm的聚丙烯导流网。
本实施例中,所述聚氨酯发泡树脂是由组合聚醚(CE3532/100C,A料)和异氰酸酯(CE3532/104C,B料)混合而成,AB料按1:1比例进行表面喷涂。
本实施例中,所述复合蜂窝构件的制备工艺:
①分别裁剪1000mm×500mm尺寸蜂窝芯、玻纤毡和导流网,导流管道备料;②按照玻纤毡、蜂窝芯、导流网、上蜂窝芯、玻纤毡的铺层顺序依次进行定型铺贴,装夹固定;③将样品放置于带旋转装置的喷涂设备平台上,利用机械手辅助制造技术将样品移动至喷涂位置,AB料按1:1比例喷涂玻纤毡,聚氨酯渗入玻纤层,进入蜂窝芯孔;④翻转样品,继续喷涂另一面;⑤在平板模具上下表面喷涂脱模剂,安装矩形氟橡胶密封垫,连接导流管道,移动样品至预热的热压模具中,合模,模具温度为120℃,将压力为0.7MPa的压缩空气通过通气管路注入导流网,模压机压力为3MPa,保压200秒条件下实施模压成型,将内部压力与外加载荷有效结合,控制发泡树脂渗入蜂窝芯高度;⑥将模具温度升高至170℃,压力为12.5MPa,保压200秒条件下实施热模压成型,以使导流网发生熔融,并促进聚氨酯二次固化;⑦交联固化完成后脱模、切割,得到复合蜂窝构件。
表3热模压制备工艺参数
实施例三
一种基于导流工艺模压成型复合蜂窝构件及其制备方法,所述复合蜂窝构件是由玻纤毡/聚氨酯复合层、蜂窝芯、导流网、蜂窝芯、玻纤毡/聚氨酯复合层组合而成,包括以下制备步骤:
①采用手工铺层方式按照玻纤毡/蜂窝芯/导流网/蜂窝芯/玻纤毡的铺层顺序实施铺层,形成复合铺层结构;
②借助机器人辅助制造技术装夹固定复合铺层,并于复合铺层玻纤毡表面室温喷涂均匀喷涂AB料聚氨酯发泡树脂;
③将喷涂后的复合铺层置入热压模,凹模四周铺设厚度为2mm的耐高温氟橡胶密封垫,进行热模压固化成型,从导流网一侧通入压缩空气,通过模压压力和压缩空气之间的压力匹配,控制复合蜂窝芯内部聚氨酯高度,制成复合蜂窝预制件;
④升高热模压温度,实施阶梯固化,使得导流网发生熔融,实现复合蜂窝芯各层之间的有效粘接,冷却、切割,得到复合蜂窝构件。
本实施例中,所述蜂窝芯是纸蜂窝。
所述蜂窝芯是孔径为6mm正六边形孔格的蜂窝状结构,蜂窝芯层的材料厚度为0.1mm,蜂窝芯具有良好的抗压强度。
本实施例中,所述导流网是丝径为0.5mm,孔径尺寸为2mm的聚丙烯导流网。
本实施例中,所述聚氨酯发泡树脂是由组合聚醚(CE3532/100C,A料)和异氰酸酯(CE3532/104C,B料)混合而成,AB料按1:1比例进行表面喷涂。
本实施例中,所述复合蜂窝芯预制体的制备工艺:
①分别裁剪1000mm×500mm尺寸蜂窝芯、玻纤毡和导流网,导流管道备料;②按照玻纤毡、蜂窝芯、导流网、上蜂窝芯、玻纤毡的铺层顺序依次进行定型铺贴,装夹固定;③将样品放置于带旋转装置的喷涂设备平台上,利用机械手辅助制造技术将样品移动至喷涂位置,AB料按1:1比例喷涂玻纤毡,聚氨酯渗入玻纤层,进入蜂窝芯孔;④翻转样品,继续喷涂另一面;⑤在平板模具上下表面喷涂脱模剂,安装矩形氟橡胶密封垫,连接导流管道,移动样品至预热的热压模具中,合模,模具温度为130℃,将压力为0.8MPa的压缩空气通过通气管路注入导流网,模压机压力为3MPa,保压250秒条件下实施模压成型,将内部压力与外加载荷有效结合,控制发泡树脂渗入蜂窝芯高度;⑥将模具温度升高至160℃,压力为15MPa,保压180秒条件下实施热模压成型,以使导流网发生熔融,并促进聚氨酯二次固化;⑦交联固化完成后脱模、切割,得到复合蜂窝构件。
表4热模压制备工艺参数
实施例四
一种基于导流工艺模压成型复合蜂窝构件及其制备方法,所述复合蜂窝构件是由玻纤毡/聚氨酯复合层、蜂窝芯、导流网、蜂窝芯、玻纤毡/聚氨酯复合层组合而成,包括以下制备步骤:
①采用手工铺层方式按照玻纤毡/蜂窝芯/导流网/蜂窝芯/玻纤毡的铺层顺序实施铺层,形成复合铺层结构;
②借助机器人辅助制造技术装夹固定复合铺层,并于复合铺层玻纤毡表面室温喷涂均匀喷涂AB料聚氨酯发泡树脂;
③将喷涂后的复合铺层置入热压模,凹模四周铺设厚度为2mm的耐高温氟橡胶密封垫,进行热模压固化成型,从导流网一侧通入压缩空气,通过模压压力和压缩空气之间的压力匹配,控制复合蜂窝芯内部聚氨酯高度,制成复合蜂窝预制件;
④升高热模压温度,实施阶梯固化,使得导流网发生熔融,实现复合蜂窝芯各层之间的有效粘接,冷却、切割,得到复合蜂窝构件。
本实施例中,所述蜂窝芯是纸蜂窝。
所述蜂窝芯是孔径为6mm正六边形孔格的蜂窝状结构,蜂窝芯层的材料厚度为0.1mm,蜂窝芯具有良好的抗压强度。
本实施例中,所述导流网是丝径为0.5mm,孔径尺寸为2mm的聚丙烯导流网。
本实施例中,所述聚氨酯发泡树脂是由组合聚醚(CE3532/100C,A料)和异氰酸酯(CE3532/104C,B料)混合而成,AB料按1:1比例进行表面喷涂。
本实施例中,所述复合蜂窝芯预制体的制备工艺:
①分别裁剪1000mm×500mm尺寸蜂窝芯、玻纤毡和导流网,导流管道备料;②按照玻纤毡、蜂窝芯、导流网、上蜂窝芯、玻纤毡的铺层顺序依次进行定型铺贴,装夹固定;③将样品放置于带旋转装置的喷涂设备平台上,利用机械手辅助制造技术将样品移动至喷涂位置,AB料按1:1比例喷涂玻纤毡,聚氨酯渗入玻纤层,进入蜂窝芯孔;④翻转样品,继续喷涂另一面;⑤在平板模具上下表面喷涂脱模剂,安装矩形氟橡胶密封垫,连接导流管道,移动样品至预热的热压模具中,合模,模具温度为130℃,将压力为0.7MPa的压缩空气通过通气管路注入导流网,模压机压力为2MPa,保压250秒条件下实施模压成型,将内部压力与外加载荷有效结合,控制发泡树脂渗入蜂窝芯高度;⑥将模具温度升高至170℃,压力为15MPa,保压250秒条件下实施热模压成型,以使导流网发生熔融,并促进聚氨酯二次固化;⑦交联固化完成后脱模、切割,得到复合蜂窝构件。
表5热模压制备工艺参数
实施例五
一种基于导流工艺模压成型复合蜂窝构件及其制备方法,所述复合蜂窝构件是由玻纤毡/聚氨酯复合层、蜂窝芯、导流网、蜂窝芯、玻纤毡/聚氨酯复合层组合而成,包括以下制备步骤:
①采用手工铺层方式按照玻纤毡/蜂窝芯/导流网/蜂窝芯/玻纤毡的铺层顺序实施铺层,形成复合铺层结构;
②借助机器人辅助制造技术装夹固定复合铺层,并于复合铺层玻纤毡表面室温喷涂均匀喷涂AB料聚氨酯发泡树脂;
③将喷涂后的复合铺层置入热压模,凹模四周铺设厚度为2mm的耐高温氟橡胶密封垫,进行热模压固化成型,从导流网一侧通入压缩空气,通过模压压力和压缩空气之间的压力匹配,控制复合蜂窝芯内部聚氨酯高度,制成复合蜂窝预制件;
④升高热模压温度,实施阶梯固化,使得导流网发生熔融,实现复合蜂窝芯各层之间的有效粘接,冷却、切割,得到复合蜂窝构件。
本实施例中,所述蜂窝芯是纸蜂窝。
所述蜂窝芯是孔径为6mm正六边形孔格的蜂窝状结构,蜂窝芯层的材料厚度为0.1mm,蜂窝芯具有良好的抗压强度。
本实施例中,所述导流网是丝径为0.5mm,孔径尺寸为2mm的聚丙烯导流网。
本实施例中,所述聚氨酯发泡树脂是由组合聚醚(CE3532/100C,A料)和异氰酸酯(CE3532/104C,B料)混合而成,AB料按1:1比例进行表面喷涂。
本实施例中,所述复合蜂窝芯预制体的制备工艺:
分别裁剪1000mm×500mm尺寸蜂窝芯、玻纤毡和导流网,导流管道备料;②按照玻纤毡、蜂窝芯、导流网、上蜂窝芯、玻纤毡的铺层顺序依次进行定型铺贴,装夹固定;③将样品放置于带旋转装置的喷涂设备平台上,利用机械手辅助制造技术将样品移动至喷涂位置,AB料按1:1比例喷涂玻纤毡,聚氨酯渗入玻纤层,进入蜂窝芯孔;④翻转样品,继续喷涂另一面;⑤在平板模具上下表面喷涂脱模剂,安装矩形氟橡胶密封垫,连接导流管道,移动样品至预热的热压模具中,合模,模具温度为120℃,将压力为0.6MPa的压缩空气通过通气管路注入导流网,模压机压力为3MPa,保压300秒条件下实施模压成型,将内部压力与外加载荷有效结合,控制发泡树脂渗入蜂窝芯高度;⑥将模具温度升高至170℃,压力为12.5MPa,保压200秒条件下实施热模压成型,以使导流网发生熔融,并促进聚氨酯二次固化;⑦交联固化完成后脱模、切割,得到复合蜂窝构件。
表6热模压制备工艺参数
实施例六
一种基于导流工艺模压成型复合蜂窝构件及其制备方法,所述复合蜂窝构件是由玻纤毡/聚氨酯复合层、蜂窝芯、导流网、蜂窝芯、玻纤毡/聚氨酯复合层组合而成,包括以下制备步骤:
①采用手工铺层方式按照玻纤毡/蜂窝芯/导流网/蜂窝芯/玻纤毡的铺层顺序实施铺层,形成复合铺层结构;
②借助机器人辅助制造技术装夹固定复合铺层,并于复合铺层玻纤毡表面室温喷涂均匀喷涂AB料聚氨酯发泡树脂;
③将喷涂后的复合铺层置入热压模,凹模四周铺设厚度为2mm的耐高温氟橡胶密封垫,进行热模压固化成型,从导流网一侧通入压缩空气,通过模压压力和压缩空气之间的压力匹配,控制复合蜂窝芯内部聚氨酯高度,制成复合蜂窝预制件;
④升高热模压温度,实施阶梯固化,使得导流网发生熔融,实现复合蜂窝芯各层之间的有效粘接,冷却、切割,得到复合蜂窝构件。
本实施例中,所述蜂窝芯是纸蜂窝。
所述蜂窝芯是孔径为6mm正六边形孔格的蜂窝状结构,蜂窝芯层的材料厚度为0.1mm,蜂窝芯具有良好的抗压强度。
本实施例中,所述导流网是丝径为0.5mm,孔径尺寸为2mm的聚丙烯导流网。
本实施例中,所述聚氨酯发泡树脂是由组合聚醚(CE3532/100C,A料)和异氰酸酯(CE3532/104C,B料)混合而成,AB料按1:1比例进行表面喷涂。
本实施例中,所述复合蜂窝芯预制体的制备工艺:
分别裁剪1000mm×500mm尺寸蜂窝芯、玻纤毡和导流网,导流管道备料;②按照玻纤毡、蜂窝芯、导流网、上蜂窝芯、玻纤毡的铺层顺序依次进行定型铺贴,装夹固定;③将样品放置于带旋转装置的喷涂设备平台上,利用机械手辅助制造技术将样品移动至喷涂位置,AB料按1:1比例喷涂玻纤毡,聚氨酯渗入玻纤层,进入蜂窝芯孔;④翻转样品,继续喷涂另一面;⑤在平板模具上下表面喷涂脱模剂,安装矩形氟橡胶密封垫,连接导流管道,移动样品至预热的热压模具中,合模,模具温度为130℃,将压力为0.7MPa的压缩空气通过通气管路注入导流网,模压机压力为2MPa,保压200秒条件下实施模压成型,将内部压力与外加载荷有效结合,控制发泡树脂渗入蜂窝芯高度;⑥将模具温度升高至180℃,压力为12.5MPa,保压300秒条件下实施热模压成型,以使导流网发生熔融,并促进聚氨酯二次固化;⑦交联固化完成后脱模、切割,得到复合蜂窝构件。
表7热模压制备工艺参数
实施例七
一种基于导流工艺模压成型复合蜂窝构件及其制备方法,所述复合蜂窝构件是由玻纤毡/聚氨酯复合层、蜂窝芯、导流网、蜂窝芯、玻纤毡/聚氨酯复合层组合而成,包括以下制备步骤:
①采用手工铺层方式按照玻纤毡/蜂窝芯/导流网/蜂窝芯/玻纤毡的铺层顺序实施铺层,形成复合铺层结构;
②借助机器人辅助制造技术装夹固定复合铺层,并于复合铺层玻纤毡表面室温喷涂均匀喷涂AB料聚氨酯发泡树脂;
③将喷涂后的复合铺层置入热压模,凹模四周铺设厚度为2mm的耐高温氟橡胶密封垫,进行热模压固化成型,从导流网一侧通入压缩空气,通过模压压力和压缩空气之间的压力匹配,控制复合蜂窝芯内部聚氨酯高度,制成复合蜂窝预制件;
④升高热模压温度,实施阶梯固化,使得导流网发生熔融,实现复合蜂窝芯各层之间的有效粘接,冷却、切割,得到复合蜂窝构件。
本实施例中,所述蜂窝芯是纸蜂窝。
所述蜂窝芯是孔径为8mm正六边形孔格的蜂窝状结构,蜂窝芯层的材料厚度为0.1mm,蜂窝芯具有良好的抗压强度。
本实施例中,所述导流网是丝径为0.5mm,孔径尺寸为2mm的聚丙烯导流网。
本实施例中,所述聚氨酯发泡树脂是由组合聚醚(CE3532/100C,A料)和异氰酸酯(CE3532/104C,B料)混合而成,AB料按1:1比例进行表面喷涂。
本实施例中,所述复合蜂窝芯预制体的制备工艺:
分别裁剪1000mm×500mm尺寸蜂窝芯、玻纤毡和导流网,导流管道备料;②按照玻纤毡、蜂窝芯、导流网、上蜂窝芯、玻纤毡的铺层顺序依次进行定型铺贴,装夹固定;③将样品放置于带旋转装置的喷涂设备平台上,利用机械手辅助制造技术将样品移动至喷涂位置,AB料按1:1比例喷涂玻纤毡,聚氨酯渗入玻纤层,进入蜂窝芯孔;④翻转样品,继续喷涂另一面;⑤在平板模具上下表面喷涂脱模剂,安装矩形氟橡胶密封垫,连接导流管道,移动样品至预热的热压模具中,合模,模具温度为120℃,将压力为0.8MPa的压缩空气通过通气管路注入导流网,模压机压力为2MPa,保压300秒条件下实施模压成型,将内部压力与外加载荷有效结合,控制发泡树脂渗入蜂窝芯高度;⑥将模具温度升高至180℃,压力为12.5MPa,保压300秒条件下实施热模压成型,以使导流网发生熔融,并促进聚氨酯二次固化;⑦交联固化完成后脱模、切割,得到复合蜂窝构件。
表8热模压制备工艺参数
实施例八
一种基于导流工艺模压成型复合蜂窝构件及其制备方法,所述复合蜂窝构件是由玻纤毡/聚氨酯复合层、蜂窝芯、导流网、蜂窝芯、玻纤毡/聚氨酯复合层组合而成,包括以下制备步骤:
①采用手工铺层方式按照玻纤毡/蜂窝芯/导流网/蜂窝芯/玻纤毡的铺层顺序实施铺层,形成复合铺层结构;
②借助机器人辅助制造技术装夹固定复合铺层,并于复合铺层玻纤毡表面室温喷涂均匀喷涂AB料聚氨酯发泡树脂;
③将喷涂后的复合铺层置入热压模,凹模四周铺设厚度为2mm的耐高温氟橡胶密封垫,进行热模压固化成型,从导流网一侧通入压缩空气,通过模压压力和压缩空气之间的压力匹配,控制复合蜂窝芯内部聚氨酯高度,制成复合蜂窝预制件;
④升高热模压温度,实施阶梯固化,使得导流网发生熔融,实现复合蜂窝芯各层之间的有效粘接,冷却、切割,得到复合蜂窝构件。
本实施例中,所述蜂窝芯是纸蜂窝。
所述蜂窝芯是孔径为8mm正六边形孔格的蜂窝状结构,蜂窝芯层的材料厚度为0.1mm,蜂窝芯具有良好的抗压强度。
本实施例中,所述导流网是丝径为0.5mm,孔径尺寸为2mm的聚丙烯导流网。
本实施例中,所述聚氨酯发泡树脂是由组合聚醚(CE3532/100C,A料)和异氰酸酯(CE3532/104C,B料)混合而成,AB料按1:1比例进行表面喷涂。
本实施例中,所述复合蜂窝芯预制体的制备工艺:
分别裁剪1000mm×500mm尺寸蜂窝芯、玻纤毡和导流网,导流管道备料;②按照玻纤毡、蜂窝芯、导流网、上蜂窝芯、玻纤毡的铺层顺序依次进行定型铺贴,装夹固定;③将样品放置于带旋转装置的喷涂设备平台上,利用机械手辅助制造技术将样品移动至喷涂位置,AB料按1:1比例喷涂玻纤毡,聚氨酯渗入玻纤层,进入蜂窝芯孔;④翻转样品,继续喷涂另一面;⑤在平板模具上下表面喷涂脱模剂,安装矩形氟橡胶密封垫,连接导流管道,移动样品至预热的热压模具中,合模,模具温度为120℃,将压力为0.8MPa的压缩空气通过通气管路注入导流网,模压机压力为3MPa,保压200秒条件下实施模压成型,将内部压力与外加载荷有效结合,控制发泡树脂渗入蜂窝芯高度;⑥将模具温度升高至180℃,压力为15MPa,保压200秒条件下实施热模压成型,以使导流网发生熔融,并促进聚氨酯二次固化;⑦交联固化完成后脱模、切割,得到复合蜂窝构件。
表9热模压制备工艺参数
应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于导流工艺模压成型复合蜂窝构件的方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)按照玻纤毡/蜂窝芯/导流网/蜂窝芯/玻纤毡的铺层顺序实施手工方式铺层,形成复合铺层结构;
(2)装夹固定复合铺层,并于复合铺层玻纤毡表面室温喷涂均匀喷涂AB料聚氨酯发泡树脂;
(3)将喷涂后的复合铺层置入热压模具,热压模具的凹模四周铺设耐高温氟橡胶密封垫,进行热模压固化成型,凹模一侧设置有通气管路,通气管路将压缩空气通入导流网中,通过模压压力和压缩空气之间的压力匹配,控制渗入复合蜂窝芯内部聚氨酯的高度,使得聚氨酯发泡树脂与上下蜂窝芯壁之间形成有效连接,制成复合蜂窝预制件;
(4)升高热模压温度,实施阶梯固化,使得导流网发生熔融,实现复合蜂窝芯各层之间的有效粘接,冷却、切割,得到复合蜂窝构件。
2.根据权利要求1中所述的方法,其特征在于:步骤1)中所述蜂窝芯是孔径为4~8mm六边形孔格的蜂窝状结构,蜂窝芯的材料壁厚为0.05~0.2mm。
3.根据权利要求1中所述的方法,其特征在于:步骤1)中所述导流网是丝径为0.5mm,孔径尺寸为2mm的聚丙烯导流网。
4.根据权利要求1中所述的方法,其特征在于:步骤2)中所述玻纤毡表面室温喷涂聚氨酯发泡树脂,聚氨酯发泡树脂由组合聚醚牌号为CE3532/100C作为A料、异氰酸酯牌号CE3532/104C作为B料混合发泡而成,AB料按1:1的比例实施玻纤毡表面喷涂。
5.根据权利要求1中所述的方法,其特征在于:步骤3)所述耐高温氟橡胶密封垫为矩形结构,壁厚为2mm,周界尺寸为(1002±1)mm×(502±1)mm,密封垫端面设计成45°斜角。
6.根据权利要求1中所述的方法,其特征在于:步骤3)中所述热压模具温度为120~130℃,将压力为0.6~0.8MPa的压缩空气通过通气管路注入导流网,模压机压力为2~3MPa,保压时间为180~300秒,内部压力与外加载荷有效结合,控制发泡树脂渗入蜂窝芯高度。
7.根据权利要求1中所述的方法,其特征在于:步骤4)中,热模压温度为160~180℃,压力为10~15MPa,保压时间180~300秒条件下实施热模压成型,以使导流网发生熔融,并促进聚氨酯二次固化,冷却、切割,获得复合蜂窝构件。
8.根据权利要求1-7任一所述方法制备的复合蜂窝构件。
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