CN112123662A - 一种复杂构型空腔水下吸声板的制备方法 - Google Patents

一种复杂构型空腔水下吸声板的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种复杂构型空腔水下吸声板的制备方法，其有益效果为该方法可解决在粘弹性阻尼材料中加工复杂构型空腔的难题。包括以下步骤：步骤一、利用计算机软件创建空腔实体模具数模，然后将数模导入增材制造设备中制造空腔实体模具；步骤二、组装空腔实体模具，用石蜡进行浇铸，凝固后，拆解空腔实体模具，得到空腔实体蜡模；空腔实体蜡模是在吸声板中复杂构型空腔结构的基础上加一个定位柱；步骤三、制作吸声板浇铸模具，所述模具由上底板、下底板和边框组成，上底板、下底板和边框之间形成腔体，下底板呈凸台形，平面上开有通孔，与空腔实体蜡模上的定位柱配合；上底板呈倒凸台形，下底板呈正凸台形。

Description

一种复杂构型空腔水下吸声板的制备方法
技术领域
本发明涉及水下吸声技术领域，更具体的说是一种复杂构型空腔水下吸声板的制备方法。
背景技术
声波是目前唯一能在水下实现远距离传输信息的通讯方式，由于声波属于机械波，靠介质的振动实现传递过程，因此对于舰船的减振降噪是一项重大的工程问题。与实心橡胶板等吸声材料相比，Alberich型吸声覆盖层和局域共振型声子晶体作为两种典型的水下吸声结构近年来得到了广泛的研究与应用。由于轻量化设计要求，密度小、结构简单的Alberich型吸声覆盖层具有更加广阔的研究价值与工程应用前景。
以上所述Alberich型吸声覆盖层，为一种在具有阻尼作用的固体介质中内嵌周期性空腔的水下吸声结构。目前常见的空腔型水下吸声板以圆柱型空腔为主，但单纯圆柱型空腔吸声覆盖层无法满足低频、宽带的强吸声，改变空腔的尺寸和形状可以显著改善吸声覆盖层的低频吸声性能，但利用传统加工方式，在粘弹性阻尼材料中加工复杂空腔非常困难，限制了其发展。
发明内容
本发明提供一种复杂构型空腔水下吸声板的制备方法，其有益效果为该方法可解决在粘弹性阻尼材料中加工复杂构型空腔的难题。
一种复杂构型空腔水下吸声板的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、利用计算机软件创建空腔实体模具数模，然后将数模导入增材制造设备中制造空腔实体模具；
步骤二、组装空腔实体模具，用石蜡进行浇铸，凝固后，拆解空腔实体模具，得到空腔实体蜡模；空腔实体蜡模是在吸声板中复杂构型空腔结构的基础上加一个定位柱；
步骤三、制作吸声板浇铸模具，所述模具由上底板、下底板和边框组成，上底板、下底板和边框之间形成腔体，下底板呈凸台形，平面上开有通孔，与空腔实体蜡模上的定位柱配合；上底板呈倒凸台形，下底板呈正凸台形；边框高度为吸声板厚度与上底板、下底板的凸台高度之和；
步骤四、浇铸制备吸声板，将吸声板浇铸模具的下底板与边框组装起来，将空腔实体蜡模上的定位柱***下底板上的通孔，将液态粘弹性阻尼材料浇入模具中直至填满整个模具，盖上上底板，按压上底板的上侧，并保压至粘弹性阻尼材料凝固；
步骤五、脱模，得到内嵌蜡模的吸声板；
步骤六、熔模，将蜡模熔化得到复杂构型空腔水下吸声板。
优选的，所述空腔实体模具沿中心轴线分开成多瓣，在空腔实体模具上设置定位销和装夹孔，进而对多瓣空腔实体模具进行组装连接。
优选的，步骤二中制作蜡模时，在空腔实体模具内表面涂少量硅油，确保开模时所得蜡模完整性。
优选的，所述吸声板浇铸模具由聚四氟乙烯制成。
优选的，所述吸声板浇铸模具的边框内部尺寸与下底板凸台呈过盈配合与上底板凸台尺寸呈间隙配合。
优选的，所述吸声板浇铸模具上的下底板上设置有多个通孔，多个通孔呈阵列或交错排列。
优选的，所述粘弹性阻尼材料为聚脲、聚氨酯、聚脲复合材料、聚氨酯复合材料中的一种。
优选的，步骤四中浇铸制备吸声板时施加压力为1～20MPa。
优选的，熔模时所用温度为50～100℃。
优选的，空腔实体模具形成的内部形状是双喇叭形或者花瓶形。
本发明一种复杂构型空腔水下吸声板的制备方法的有益效果为：
该方法简单易行、制备周期短、成本低，可解决在粘弹性阻尼材料中加工复杂构型空腔的难题，所得板材上下表面平整，内部空腔结构完整，内壁光滑、精度高。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
图1为空腔实体模具的结构示意图；
图2为空腔实体模具的内部示意图；
图3为空腔实体模具的的侧视图；
图4为空腔实体模具的俯视图；
图5为空腔实体蜡模的结构示意图；
图6为吸声板浇铸模具的结构示意图。
图中：上底板1；边框2；腔体3；下底板4；空腔实体蜡模5；吸声板浇铸模具6。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
具体实施方式一：
下面结合图1-6说明本实施方式，一种复杂构型空腔水下吸声板的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、利用计算机软件创建空腔实体模具数模，然后将数模导入增材制造设备中制造空腔实体模具；
步骤二、组装空腔实体模具，用石蜡进行浇铸，凝固后，拆解空腔实体模具，得到空腔实体蜡模；空腔实体蜡模是在吸声板中复杂构型空腔结构的基础上加一个定位柱；
步骤三、制作吸声板浇铸模具，所述模具由上底板1、下底板4和边框2组成，上底板1、下底板4和边框2之间形成腔体3，下底板4呈凸台形，平面上开有通孔，与空腔实体蜡模上的定位柱6配合；上底板1呈倒凸台形，下底板4呈正凸台形；边框高度为吸声板厚度与上底板1、下底板4的凸台高度之和；
步骤四、浇铸制备吸声板，将吸声板浇铸模具的下底板与边框组装起来，将空腔实体蜡模上的定位柱6***下底板上的通孔，将液态粘弹性阻尼材料浇入模具中直至填满整个模具，盖上上底板，按压上底板的上侧，并保压至粘弹性阻尼材料凝固；将多余的液态粘弹性阻尼材料从上底板和边框2的缝隙中挤压出来，得到平整的吸声板；
步骤五、脱模，得到内嵌蜡模的吸声板；
步骤六、熔模，将蜡模熔化得到复杂构型空腔水下吸声板，液态粘弹性阻尼材料加热时不会再熔化成液体，只有蜡模会熔化成液体后流出。
具体实施方式二：
下面结合图1-6说明本实施方式，所述空腔实体模具沿中心轴线分开成多瓣，在空腔实体模具上设置定位销和装夹孔，进而对多瓣空腔实体模具进行组装连接。
具体实施方式三：
下面结合图1-6说明本实施方式，步骤二中制作蜡模时，在空腔实体模具内表面涂少量硅油，确保开模时所得蜡模完整性。避免蜡模粘连在空腔实体模具上。
具体实施方式四：
下面结合图1-6说明本实施方式，所述吸声板浇铸模具由聚四氟乙烯制成。
具体实施方式五：
下面结合图1-6说明本实施方式，所述吸声板浇铸模具的边框内部尺寸与下底板4凸台呈过盈配合与上底板1凸台尺寸呈间隙配合。这样便于将上底板1卸下后向腔体3内倒入液态粘弹性阻尼材料。
具体实施方式六：
下面结合图1-6说明本实施方式，所述吸声板浇铸模具上的下底板上设置有多个通孔，多个通孔呈阵列或交错排列。这样可以安装多个空腔实体蜡模，进而在吸声板上开出多个吸声空腔。
具体实施方式七：
下面结合图1-6说明本实施方式，所述粘弹性阻尼材料为聚脲、聚氨酯、聚脲复合材料、聚氨酯复合材料中的一种。
具体实施方式八：
下面结合图1-6说明本实施方式，步骤四中浇铸制备吸声板时施加压力为1～20MPa。
具体实施方式九：
下面结合图1-6说明本实施方式，熔模时所用温度为50～100℃。
具体实施方式十：
下面结合图1-6说明本实施方式，空腔实体模具形成的内部形状是双喇叭形或者花瓶形。双喇叭形或者花瓶形的吸声空腔可以有效的在水下吸声。
当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种复杂构型空腔水下吸声板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、利用计算机软件创建空腔实体模具数模，然后将数模导入增材制造设备中制造空腔实体模具；
步骤二、组装空腔实体模具，用石蜡进行浇铸，凝固后，拆解空腔实体模具，得到空腔实体蜡模；空腔实体蜡模是在吸声板中复杂构型空腔结构的基础上加一个定位柱；
步骤三、制作吸声板浇铸模具，所述模具由上底板(1)、下底板(4)和边框(2)组成，上底板(1)、下底板(4)和边框(2)之间形成腔体(3)，下底板(4)呈凸台形，平面上开有通孔，与空腔实体蜡模上的定位柱(6)配合；上底板(1)呈倒凸台形，下底板(4)呈正凸台形；边框高度为吸声板厚度与上底板(1)、下底板(4)的凸台高度之和；
步骤四、浇铸制备吸声板，将吸声板浇铸模具的下底板与边框组装起来，将空腔实体蜡模上的定位柱(6)***下底板上的通孔，将液态粘弹性阻尼材料浇入模具中直至填满整个模具，盖上上底板，按压上底板的上侧，并保压至粘弹性阻尼材料凝固；
步骤五、脱模，得到内嵌蜡模的吸声板；
步骤六、熔模，将蜡模熔化得到复杂构型空腔水下吸声板。
2.根据权利要求1所述的一种复杂构型空腔水下吸声板的制备方法，其特征在于：所述空腔实体模具沿中心轴线分开成多瓣，在空腔实体模具上设置定位销和装夹孔，进而对多瓣空腔实体模具进行组装连接。
3.根据权利要求1所述的一种复杂构型空腔水下吸声板的制备方法，其特征在于：步骤二中制作蜡模时，在空腔实体模具内表面涂少量硅油，确保开模时所得蜡模完整性。
4.根据权利要求1所述的一种复杂构型空腔水下吸声板的制备方法，其特征在于：所述吸声板浇铸模具由聚四氟乙烯制成。
5.根据权利要求1所述的一种复杂构型空腔水下吸声板的制备方法，其特征在于：所述吸声板浇铸模具的边框内部尺寸与下底板(4)凸台呈过盈配合与上底板(1)凸台尺寸呈间隙配合。
6.根据权利要求1所述的一种复杂构型空腔水下吸声板的制备方法，其特征在于：所述吸声板浇铸模具上的下底板上设置有多个通孔，多个通孔呈阵列或交错排列。
7.根据权利要求1所述的一种复杂构型空腔水下吸声板的制备方法，其特征在于：所述粘弹性阻尼材料为聚脲、聚氨酯、聚脲复合材料、聚氨酯复合材料中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种复杂构型空腔水下吸声板的制备方法，其特征在于：步骤四中浇铸制备吸声板时施加压力为1～20MPa。
9.根据权利要求1所述的一种复杂构型空腔水下吸声板的制备方法，其特征在于：熔模时所用温度为50～100℃。
10.根据权利要求1所述的一种复杂构型空腔水下吸声板的制备方法，其特征在于：空腔实体模具形成的内部形状是双喇叭形或者花瓶形。
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