【技术实现步骤摘要】
一种树脂蜂窝夹芯结构及其复合材料结构的制备方法
本专利技术涉及一种树脂蜂窝夹芯结构及其复合材料结构的制备方法,属于复合材料的制备和应用
技术介绍
蜂窝夹芯复合材料结构是以多孔蜂窝材料为芯材,纤维增强树脂基复合材料为面板的夹芯结构。复合材料面板具有优异的力学性能;而蜂窝芯材可均匀分散载荷,避免了面板由于应力集中而产生的破坏,因此蜂窝夹芯复合材料结构具有优异的压缩性能和弯曲性能。蜂窝芯材最早出现于上世纪三十年代,英国人NormanDebruyne设计并制造了六边形的铝质蜂窝结构,二战期间该结构成功的应用于飞机夹层结构设计,随后美国在其研制的F-111、F-14等飞机上使用面积占飞机表面总面积的70%以上,波音公司在其设计的Boeing747飞机上首先使用芳纶纸蜂窝复合板作为飞机的地板结构,开创了蜂窝复合材料应用的新领域。目前蜂窝结构材料在飞机、火箭及航天飞行器的设计中正得到越来越广泛的使用。蜂窝芯材的发展经历了铝蜂窝、芳纶纸蜂窝(Nomex)的发展历程。尽管采用铝蜂窝或芳纶纸蜂窝制备的夹芯复合材料具有较为优异的力学性能,但铝蜂窝和纸蜂窝属于开孔蜂窝材料,蜂窝夹芯材料在使用过程中,尤其在面板出现裂纹和孔隙时,水分很容易进入蜂窝网格区域,在低温条件下水分发生凝固体积膨胀,使邻近的蜂窝网格结构发生破坏,导致夹层结构的力学性能下降。有数据表明多数蜂窝夹芯结构雷达罩,因蜂窝进水而需要维修,大大缩短了飞行器的平均无故障飞行时间。尽管夹芯结构的使用可大幅度降低飞机的重量,而蜂窝夹芯结构高昂的成本和维护费用让各航空公司望而却步,转而寻找更为可靠的夹芯结构。此外采用铝 ...
【技术保护点】
一种树脂蜂窝夹芯结构及其复合材料结构,其特征在于:该结构采用3D打印技术制备闭孔的树脂蜂窝夹芯结构,后将树脂蜂窝夹芯结构与复合材料面板复合可制备出复合材料蜂窝夹芯结构。
【技术特征摘要】
1.一种树脂蜂窝夹芯复合材料结构,其特征在于:该结构采用3D打印技术制备闭孔的树脂蜂窝夹芯结构,后将树脂蜂窝夹芯结构与复合材料面板复合可制备出复合材料蜂窝夹芯结构。2.一种如权利要求1所述的树脂蜂窝夹芯复合材料结构的制备方法,该方法包括如下步骤:(1)采用UG、Pro/Engineer、CAD软件建立树脂蜂窝夹芯结构模型,采用Replicator或Cura切片软件将蜂窝芯模的模型进行剖分,获得各剖面的形状及控制代码,并依次生成振镜、十字滑台的运动代码序列或生成投影仪的投影图案;(2)将高性能光敏树脂及短纤维置于超声波振荡器中,震荡至纤维分散均匀;(3)将步骤(2)制备的光敏树脂混合物倒入透明胶槽中;(4)将样品台向下运动,直至与透明胶槽底部接触;(5)计算机运行打印软件,执行步骤(1)所生成的代码,控制扫描机构带动激光器运动或投影仪工作,光线由胶槽底部向样品台方向照射,使光敏树脂固化并粘接在样品台上,当每一个剖面固化完成后,将样品台向上移动1个固化厚度,依次生成夹芯结构的各剖面图形,最终获得树脂蜂窝夹芯结构;(6)将树脂蜂窝夹芯结构由样品台上取下,采用紫外线灯继续照射,直至光敏树脂完全固化;(7)将树脂蜂窝夹芯结构用细砂纸将表面打磨粗糙,并在其表面涂覆热固性树脂;(8)将纤维预浸布按树脂蜂窝夹芯结构表面轮廓剪裁,在树脂蜂窝夹芯结构表面铺放,若采用树脂传递模塑成型工艺,则铺放纤维布;(9)将铺好纤维预浸布的树脂蜂窝夹芯结构放入真空袋中,抽真空使真空袋均匀的贴附于工件表面,若采用树脂传递模塑成型工艺,则在抽真空的同时注入热固性树脂;(10)将装有工件的真空袋置于热压罐或鼓风干燥箱中进行固化;(11)完成固化后将复合材料夹芯结构取出,最终获得树脂蜂窝夹芯复合材料。3.如权利要求2所述的树脂蜂窝夹芯复合材料结构的制备方法,该方法的步骤(2)中所述的高性能光敏树脂为:不饱和聚酯光敏树脂、环氧光敏树脂、丙烯酸型光敏树脂,所述的短纤维为:短切碳纤维、短切玻璃纤维、短切芳纶纤维、短切PBO纤维、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、碳化硅晶须、气相生长碳纤维中的一种或几种。4.如权利要求2所述的树脂蜂窝夹芯复合材料结构的制备方法,该方法的步骤(6)中所述的紫外线灯的功率为5-300瓦。5.如权利要求2所述的树脂蜂窝夹芯复合材料结构的制备方法,该方法的步骤(7)中所述的热固性树脂为:环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、不饱和聚酯、酚醛树脂中的一种。6.如权利要求2所述的树脂蜂窝夹芯复合材料结构的制备方法,该方法的步骤(8)中所述的的纤维布为:碳纤维布、玻璃纤维布、芳纶纤维布、PBO纤维布,纤维预浸布为:浸渍了环氧树脂、不饱和聚酯、双马来酰亚胺树脂、酚醛树脂其中一种的碳纤维布、玻璃纤维布、芳纶纤维布、PBO纤维布,所述纤维预浸布的层数为1-100层。7.如权利要求2所述的树脂蜂窝夹芯复合材料结构的制备方法,该方法的步骤(9)中所述的热固性树脂为:环氧树脂、不饱和聚酯、双马来酰亚胺树脂、酚醛树脂中的一种。8.如权利要求1所述的树脂蜂窝夹芯复合材料结构,其特征在于:闭孔蜂窝夹芯单元由:上封闭平面、蜂窝、下封闭平面三部分组成,蜂窝的截面为六边形蜂窝或矩形蜂窝依次排列而成,蜂窝壁厚0.1-10mm;蜂窝单元高度为2-300mm;...
【专利技术属性】
技术研发人员:陆春,高铭宇,王静,高禹,张利国,项松,
申请(专利权)人:沈阳航空航天大学,深圳宝丽摩科技有限公司,
类型:发明
国别省市:辽宁;21
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