一種輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種復(fù)合材料壁板，尤其是涉及一種輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)方艙一般由聚氨酯夾芯板通過連接件組裝而成，其壁板一般由鋁合金外蒙皮層、鋼骨架(或鋁骨架)、聚氨酯泡沫夾芯、鋁合金內(nèi)蒙皮層復(fù)合而成。壁板制作方法包括灌注發(fā)泡工藝和粘接工藝兩種。
[0003]灌注發(fā)泡工藝是通過高壓灌注發(fā)泡機將聚氨酯發(fā)泡液灌注到骨架和內(nèi)外蒙皮層形成的封閉腔內(nèi)發(fā)泡，將骨架、蒙皮連接層一體。灌注發(fā)泡工藝是依靠聚氨酯材料發(fā)泡時自身的粘接力進行粘接，蒙皮與泡沫的結(jié)合強度較低。發(fā)泡反應(yīng)速度很快，在其反應(yīng)過程中，往往會造成泡沫中心密度較低，靠近面板的部分密度很高，形成一層硬皮，在面板受到很大的溫差變化時，鋁蒙皮與聚氨酯硬皮之間產(chǎn)生了剪切和剝離力，極易引起蒙皮脫層。另外聚氨酯灌注發(fā)泡液如混合不勻，未反應(yīng)的游離異氰酸根，遇到潮氣會再次引發(fā)發(fā)泡反應(yīng)，形成酰脲，并釋放CO2氣體，造成蒙皮局部凸起。
[0004]粘接工藝是將預(yù)制發(fā)泡的聚氨酯泡沫充分熟化時效處理，并經(jīng)過120?130°C高溫的進一步后固化，然后按圖紙要求將發(fā)好的泡沫板切開成型，加工至要求的精度，將加工好的泡沫放入金屬骨架中，涂膠后與蒙皮等部件粘接，然后在專用夾具內(nèi)加溫加壓固化成形。粘接工藝優(yōu)點是，泡沫不會產(chǎn)生二次發(fā)泡，在加工過程中將表層硬皮及硬皮下的扁平氣泡全部切除，去掉了對大板產(chǎn)生不利影響的因素，確保了芯材質(zhì)量，從而獲得較穩(wěn)定的大板質(zhì)量。
[0005]CN 2799229 Y公開的一種縫合點陣復(fù)合材料夾層板，CN 103643762 A公開的一種具備隱身和保溫性能的夾芯板及其生產(chǎn)方法均采用粘接工藝，存在以下不足:加工工序多，對泡沫、蒙皮和骨架等加工精度有較高要求；成型設(shè)備精度、自動化程度要求較高。
[0006]傳統(tǒng)方法制作的方艙存在的不足:1)灌注和粘接兩種工藝均只適用于制作平板、尺寸不大的折板。2)采用的金屬蒙皮存在易腐蝕，耐鹽霧、濕熱性差。3)采用這兩種工藝制作的艙體存在表面密度大，載荷比低。4)傳統(tǒng)方艙采取壁板、角件連接組合而成，密封性差，存在連接處應(yīng)力集中，易損壞漏水。5)采用傳統(tǒng)的灌注發(fā)泡或粘接成形工藝，不適宜制作特殊形狀的艙體，因為不僅內(nèi)外蒙皮層、骨架成形難度大，制作后的艙體表面美觀性差，而且重量指標遠超過技術(shù)指標的要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、制作成本低的輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板。
[0008]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板，由外至內(nèi)依次包括外蒙皮層、夾芯層和內(nèi)蒙皮層，所述外蒙皮層和內(nèi)蒙皮層選用高強玻璃纖維、碳纖維或聚丙烯高強纖維中的一種或幾種的混合物制成；所述壁板還包括采用真空導(dǎo)入法嵌入外蒙皮層、夾芯層和內(nèi)蒙皮層之間的樹脂。
[0009]進一步，所述夾芯層為采用超聲波輔助嵌入法制備的高強結(jié)構(gòu)泡沫輪廓板。
[0010]進一步，所述樹脂為不飽和樹脂或環(huán)氧樹脂。
[0011]進一步，所述外蒙皮層、夾芯層和內(nèi)蒙皮層的厚度根據(jù)壁板所需的強度進行計算確定。
[0012]一種輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
[0013]I)根據(jù)根據(jù)壁板所需的強度進行計算確定外蒙皮層、夾芯層和內(nèi)蒙皮層所需材料的厚度及鋪存層數(shù)，做好包括各層的鋪層厚度及順序的鋪層方案；
[0014]2 )按步驟I)的鋪層方案將外蒙皮層、夾芯層和內(nèi)蒙皮層材料從下至上依次鋪放在胎膜上；
[0015]3)利用抽真空系統(tǒng)使胎膜和壁板間產(chǎn)生0.08-0.1MPa負壓，再將按壁板強度選用或配制符合要求的樹脂導(dǎo)入；
[0016]4)固化，脫模即可得到輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板。
[0017]本實用新型之一種輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板的有益效果:結(jié)構(gòu)簡單、制作成本低，可以用于加工呈平面、曲面大板甚至一體式車廂/方艙；采用纖維層代替?zhèn)鹘y(tǒng)的蒙皮結(jié)構(gòu)，非金屬材質(zhì)制作的蒙皮耐腐蝕，耐鹽霧和耐濕熱等性能良好；采用真空導(dǎo)入樹脂工藝，蒙皮層纖維含量高，力學性能比傳統(tǒng)方艙壁板提高30%以上；采用本實用新型輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板制作的一體成型車廂/方艙，內(nèi)外蒙皮層連成一體，廂/艙體防水密封性佳，同時各壁板不再需要進行機械組裝，整體剛強度佳，解決了傳統(tǒng)方艙邊角處的應(yīng)力集中問題。
【附圖說明】
[0018]圖1一為實施例1中一種輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2—為實施例2中一種輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。
[0021]實施例1
[0022]參照圖1，一種輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板，由外至內(nèi)依次包括外蒙皮層1、夾芯層2和內(nèi)蒙皮層3，所述外蒙皮層I和內(nèi)蒙皮層3選用高強玻璃纖維制成；所述壁板還包括采用真空導(dǎo)入法嵌入外蒙皮層1、夾芯層2和內(nèi)蒙皮層3之間的樹脂。
[0023]所述夾芯層2為采用超聲波輔助嵌入法制備的高強結(jié)構(gòu)泡沫輪廓板。
[0024]所述樹脂為不飽和樹脂或環(huán)氧樹脂。
[0025]所述外蒙皮層1、夾芯層2和內(nèi)蒙皮層3的厚度根據(jù)壁板所需的強度進行計算確定。
[0026]一種輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
[0027]I)根據(jù)根據(jù)壁板所需的強度進行計算確定外蒙皮層1、夾芯層2和內(nèi)蒙皮層3所需材料的厚度及鋪存層數(shù)，做好包括各層的鋪層厚度及順序的鋪層方案；
[0028]2)按步驟I)的鋪層方案將外蒙皮層1、夾芯層2和內(nèi)蒙皮層3材料從下至上依次鋪放在底面平整的胎膜上；
[0029]3)利用抽真空系統(tǒng)使胎膜和壁板間產(chǎn)生0.0SMPa負壓，再將按壁板強度選用或配制符合要求的樹脂導(dǎo)入；
[0030]4)固化，脫模即可得到輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板。
[0031]本實施例的輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板主要用于制作平面大板及一體式車廂/方艙。
[0032]實施例2
[0033]參照圖2，一種輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板，由外至內(nèi)依次包括外蒙皮層1、夾芯層2和內(nèi)蒙皮層3，所述外蒙皮層I和內(nèi)蒙皮層3選用碳纖維制成；所述壁板還包括采用真空導(dǎo)入法嵌入外蒙皮層1、夾芯層2和內(nèi)蒙皮層3之間的樹脂。
[0034]所述夾芯層2為采用超聲波輔助嵌入法制備的高強結(jié)構(gòu)泡沫輪廓板。
[0035]所述樹脂為不飽和樹脂或環(huán)氧樹脂。
[0036]所述外蒙皮層1、夾芯層2和內(nèi)蒙皮層3的厚度根據(jù)壁板所需的強度進行計算確定。
[0037]—種輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
[0038]I)根據(jù)根據(jù)壁板所需的強度進行計算確定外蒙皮層1、夾芯層2和內(nèi)蒙皮層3所需材料的厚度及鋪存層數(shù)，做好包括各層的鋪層厚度及順序的鋪層方案；
[0039]2)按步驟I)的鋪層方案將外蒙皮層1、夾芯層2和內(nèi)蒙皮層3材料從下至上依次鋪放在底面呈弧形的胎膜上；
[0040]3)利用抽真空系統(tǒng)使胎膜和壁板間產(chǎn)生0.09MPa負壓，再將按壁板強度選用或配制符合要求的樹脂導(dǎo)入；
[0041]4)固化，脫模即可得到輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板。
[0042]本實施例的輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板主要用于制作曲面大板或車廂/方艙的轉(zhuǎn)角。
[0043]實施例3
[0044]參照圖1，一種輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板，由外至內(nèi)依次包括外蒙皮層1、夾芯層2和內(nèi)蒙皮層3，所述外蒙皮層I和內(nèi)蒙皮層3選用高強玻璃纖維、碳纖維和聚丙烯高強纖維按質(zhì)量比為1:2:1組成的混合物制成；所述壁板還包括采用真空導(dǎo)入法嵌入外蒙皮層1、夾芯層2和內(nèi)蒙皮層3之間的樹脂。
[0045]所述夾芯層2為采用超聲波輔助嵌入法制備的高強結(jié)構(gòu)泡沫輪廓板。
[0046]所述樹脂為不飽和樹脂或環(huán)氧樹脂。
[0047]所述外蒙皮層1、夾芯層2和內(nèi)蒙皮層3的厚度根據(jù)壁板所需的強度進行計算確定。
[0048]一種輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
[0049]I)根據(jù)根據(jù)壁板所需的強度進行計算確定外蒙皮層1、夾芯層2和內(nèi)蒙皮層3所需材料的厚度及鋪存層數(shù)，做好包括各層的鋪層厚度及順序的鋪層方案；
[0050]2)按步驟I)的鋪層方案將外蒙皮層1、夾芯層2和內(nèi)蒙皮層3材料從下至上依次鋪放在底面平整的胎膜上；
[0051]3)利用抽真空系統(tǒng)使胎膜和壁板間產(chǎn)生0.0SMPa負壓，再將按壁板強度選用或配制符合要求的樹脂導(dǎo)入；
[0052]4)固化，脫模即可得到輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板。
[0053]本實施例的輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板主要用于制作曲面大板或車廂/方艙的轉(zhuǎn)角。
[0054] 本實用新型之一種輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板，所述外蒙皮層和內(nèi)蒙皮層選用聚丙烯高強纖維，或質(zhì)量比為1:1的高強玻璃纖維和碳纖維的組合物，或質(zhì)量比為1:2的高強玻璃纖維和聚丙烯高強纖維的組合物制成；本實用新型之一種輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板的生產(chǎn)方法，步驟2)中的胎膜可以根據(jù)所需要生產(chǎn)的輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板的形狀進行選擇底面平整、底面呈弧形或其他形狀的胎膜，步驟3)的負壓根據(jù)樹脂粘度，外蒙皮層和內(nèi)蒙皮層選用的纖維滲透性能進行調(diào)節(jié)；以上技術(shù)特征的改變，本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過文字描述可以理解并實施，故不再另作附圖加以說明。
【主權(quán)項】
1.一種輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板，其特征在于，由外至內(nèi)依次包括外蒙皮層、夾芯層和內(nèi)蒙皮層，所述外蒙皮層和內(nèi)蒙皮層選用高強玻璃纖維、碳纖維或聚丙烯高強纖維中的一種制成；所述壁板還包括采用真空導(dǎo)入法嵌入外蒙皮層、夾芯層和內(nèi)蒙皮層之間的樹脂。
2.如權(quán)利要求1所述輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板，其特征在于，所述夾芯層為采用超聲波輔助嵌入法制備的高強結(jié)構(gòu)泡沫輪廓板。
3.如權(quán)利要求1或2所述輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板，其特征在于，所述樹脂為不飽和樹脂或環(huán)氧樹脂。
【專利摘要】一種輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板，由外至內(nèi)依次包括外蒙皮層、夾芯層和內(nèi)蒙皮層，所述外蒙皮層和內(nèi)蒙皮層選用高強玻璃纖維、碳纖維或聚丙烯高強纖維中的一種或幾種的混合物制成；所述壁板還包括采用真空導(dǎo)入法嵌入外蒙皮層、夾芯層和內(nèi)蒙皮層之間的樹脂。本實用新型的輕質(zhì)高強復(fù)合材料壁板，其結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低，壁板的力學性能比傳統(tǒng)方艙壁板提高30%以上，也解決了方艙邊角處的應(yīng)力集中問題。
【IPC分類】F16S1-00, B29C70-44
【公開號】CN204437666
【申請?zhí)枴緾N201420772700
【發(fā)明人】周先鋒, 劉廣連, 李蓉暉, 李果
【申請人】衡陽泰豪通信車輛有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2014年12月10日