本發(fā)明涉及復合材料板材
技術領域：
，特別是一種結構增強型復合材料板材的制造方法。
背景技術：
：復合材料夾層結構由三部分組成，最外層是面板，主要承受彎曲變形引起的正應力，采用高強、高模量的材料制造，如層壓的碳纖維或玻璃纖維布等；中間是芯材，為夾層結構提供足夠的截面慣性矩，主要承受剪應力，常用蜂窩、泡沫、輕木等材料。面板和芯材之間是膠接層，通過樹脂將兩者粘接在一起，常用不飽和聚酯、乙烯基樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等。復合材料夾層結構是一種具有廣闊發(fā)展前景的材料與結構形式，復合材料夾層結構的應用領域越來越廣泛，可涉及軍事設施、國防工程、車輛、艦船、建筑、橋梁等領域。在我國，復合材料夾層結構多以蜂窩為芯材，例如申請?zhí)枮镃N201220567532.X，發(fā)明名稱為一種新型舞臺活動板的專利，其公開了一種新型舞臺活動板，包括有蜂窩芯材，在所述的蜂窩芯材上、下兩面上分別粘貼有面板，所述的面板與蜂窩芯材之間設有粘接層，蜂窩芯材包括有若干個依次緊密連接且截面為正六邊形的蜂窩單元體。再例如申請?zhí)枮镃N201420799397.0，發(fā)明名稱為一種可連續(xù)制備蜂窩芯材的模具和裝置，具體涉及一種可連續(xù)制備蜂窩芯材的模具及裝置，并進一步公開了其使用方法。但蜂窩夾層結構的芯材與面板接觸面積小，因此其粘結性能相對較弱，造成復合材料板材結構抗壓和抗剪切能力差。技術實現要素：本發(fā)明要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供一種結構增強型復合材料板材的制造方法，用該方法制造增強型復合材料板材。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：一種結構增強型復合材料板材的制造方法，包括以下步驟：步驟一，制作金屬結構框，將金屬板材圍合形成長方體結構，并在內部沿長方體厚度方向設置多個相同金屬材質的加強筋；步驟二，金屬結構框內部設置芯材，芯材為硬質聚氨酯泡沫；步驟三，金屬結構框外表包覆至少一層復合材料面層，復合材料面層為無堿玻璃纖維或添加型阻燃不飽和聚酯樹脂復合材料；步驟四，將內部填充有芯材、外部包覆有復合材料面層的金屬結構框放置于復合板成型的自加熱平臺上，利用該自加熱平臺對金屬結構框進行分階段加熱、加壓，使金屬結構框內部芯材發(fā)泡并填充整個內部空腔；步驟五，待復合材料板材充分固化后取出。所述步驟四中分梯度進行加熱，先加熱至80-120攝氏度，加壓至50-80MPa，保持2-5min；然后繼續(xù)加熱至180-220攝氏度，加壓至100-150MPa，保持2-5min。優(yōu)選地，所述步驟四中分梯度進行加熱加壓，先加熱至80攝氏度，加壓至80MPa，保持5min；然后繼續(xù)加熱至180攝氏度，加壓至150MPa，保持5min。優(yōu)選地，所述步驟四中分梯度進行加熱加壓，先加熱至120攝氏度，加壓至50MPa，保持2min；然后繼續(xù)加熱至220攝氏度，加壓至100MPa，保持2min。以上所述金屬結構框的材質為不銹鋼。本發(fā)明采用上述方案后具有如下技術效果：本發(fā)明所述結構增強型復合材料板材的制造方法步驟少、操作簡單，自動化程度高，成型率高、一次合格率高，生產效率高。根據本發(fā)明所述方法得到的增強型復合材料板材經過抗拉強度、拉伸模量、線膨脹系數等相關力學性能試驗，結果表明其保溫隔熱性能好，抗拉強度高，熱膨脹系數低，增強型復合材料板材的尺寸穩(wěn)定。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1顯示了一種用于復合材料板材成型的自加熱平臺的整體結構。圖2顯示了一種增強型復合材料板材的結構。具體實施方式為使本發(fā)明的目的和技術方案更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；谒枋龅谋景l(fā)明的實施例，本領域普通技術人員在無需創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。如圖2所示，一種增強型復合材料板材結構，由復合材料面層、金屬結構框和芯材組成，金屬結構框整體呈長方體形，長方體形的金屬結構框外表至少包覆一層復合材料面層，金屬結構框內部沿其厚度方向平行設置有多個與金屬結構框相同材質的加強筋，金屬結構框內部填充芯材，芯材為泡沫材質。優(yōu)選地，所述金屬結構框的材質為不銹鋼。優(yōu)選地，本發(fā)明增強型復合材料板材結構中芯材為硬質聚氨酯泡沫，復合材料面層可以為無堿玻璃纖維復合材料，也可以為添加型阻燃不飽和聚酯樹脂復合材料。不飽和聚酯樹脂(UP)為二元醇與不飽和二元酸在高溫下縮聚而成，其主鏈中含有可聚合雙鍵，在引發(fā)劑作用下與各類烯類單體共聚，得到體型結構的熱固型塑料。但是這類塑料易燃，因此本發(fā)明采用將不飽和聚酯樹脂添加適量的阻然劑進行處理后形成的添加型阻燃不飽和聚酯樹脂。本發(fā)明還公開了一種結構增強型復合材料板材的制造方法，包括以下步驟：步驟一，制作金屬結構框，將金屬板材圍合形成長方體結構，并在內部沿長方體厚度方向設置多個相同金屬材質的加強筋；步驟二，金屬結構框內部設置芯材，芯材為硬質聚氨酯泡沫；步驟三，金屬結構框外表包覆至少一層復合材料面層，復合材料面層為無堿玻璃纖維或添加型阻燃不飽和聚酯樹脂復合材料；步驟四，將內部填充有芯材、外部包覆有復合材料面層的金屬結構框放置于復合板成型的自加熱平臺上，利用該自加熱平臺對金屬結構框進行分階段加熱、加壓，使金屬結構框內部芯材發(fā)泡并填充整個內部空腔；步驟五，待復合材料板材充分固化后取出。進一步地，所述步驟四中分梯度進行加熱加壓，先加熱至80-120攝氏度，加壓至50-80MPa，保持2-5min；然后繼續(xù)加熱至180-220攝氏度，加壓至100-150MPa，保持2-5min。作為以上所述步驟四中分梯度進行加熱加壓的一個實施例，先加熱至80攝氏度，加壓至80MPa，保持5min；然后繼續(xù)加熱至180攝氏度，加壓至150MPa，保持5min。作為以上所述步驟四中分梯度進行加熱加壓的另一個實施例，所述步驟四中分梯度進行加熱加壓，先加熱至120攝氏度，加壓至50MPa，保持2min；然后繼續(xù)加熱至220攝氏度，加壓至100MPa，保持2min。如圖1所示，本發(fā)明還公開一種用于復合材料板材成型的自加熱平臺，包括：長方體框架結構的支撐裝置1，設置于支撐裝置1上呈長方形的鋼化玻璃模板2，設置于支撐裝置1上位于鋼化玻璃模板2下方的熱輻射燈安裝基座3，熱輻射燈安裝基座3上設置有多個熱輻射燈41，多個熱輻射燈41均與溫控裝置42之間電連接，溫控裝置42與電源連接；支撐裝置1長方體框架的四周、且位于熱輻射燈安裝基座3與鋼化玻璃模板2之間圍設有四塊保溫型透明有機玻璃板；設置于支撐裝置1上、位于鋼化玻璃模板2的上方罩設有保溫透明型的有機玻璃罩5，有機玻璃罩5與鋼化玻璃模板2之間為可拆卸式連接，且連接處為活動密封連接；有機玻璃罩5外設置有空氣增壓裝置8，用于復合材料板材成型過程中邊加熱邊加壓。優(yōu)選地，熱輻射燈安裝基座3平行于鋼化玻璃模板2設置在支撐裝置1上。因為熱輻射燈安裝在非封閉的空間中，熱輻射燈產生的熱量易散失，為了減少熱量的流失、縮短升溫的時間、保證溫度的恒定，所述自加熱平臺支撐裝置1長方體框架的四周、且位于熱輻射燈安裝基座3與鋼化玻璃模板2之間圍設有四塊保溫型透明有機玻璃板，采用透明的材質可以觀察到復合材料板材成型時樹脂的流動過程，和芯材泡沫的發(fā)泡過程，可以及時發(fā)現成型過程中出現的一些問題及時解決。為了便于移動用于復合材料板材成型的自加熱平臺，所述長方體框架的底部均勻設置有多個支撐活動腳輪7。能夠通過支撐活動腳輪調節(jié)裝置高度，可以實現整個加熱平臺的水平度調節(jié)，擺脫生產場地高低不平的限制。為了加強支撐裝置對鋼化玻璃模板的支撐，所述長方體框架的上端設置有支撐梁，且支撐梁位于鋼化玻璃模板的下方，所述支撐梁與鋼化玻璃模板之間設置有橡膠板，橡膠板與支撐梁相接觸，起到緩沖作用，為了避免因為支撐梁的存在使鋼化玻璃模板的一部分不能被熱輻射燈照射到，會導致鋼化玻璃模板的受熱不均，影響復合板成型效果，還可以在支撐梁與鋼化玻璃模板之間設置導熱板，導熱板與鋼化玻璃模板相接觸，通過設置導熱板對該部分鋼化玻璃模板起到傳熱作用，保證整個鋼化玻璃模板受熱均勻。經過以上所述裝置、所述工藝加工得到的本發(fā)明所述增強型復合材料板材經過抗拉強度、拉伸模量、線膨脹系數等相關力學性能試驗，結果平均值如下所示：測試項目測試結果巴氏硬度/HBA42拉伸強度/MPa135拉伸模量/GPa12.3線膨脹系數(25-55℃)/k-11.81*10-5沖擊韌度/kJ/m2184結果表明其保溫隔熱性能好，抗拉強度高，熱膨脹系數低，增強型復合材料板材的尺寸穩(wěn)定。本
技術領域：
技術人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本發(fā)明所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現有技術的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。以上述依據本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。當前第1頁1 2 3