一种用于制备纤维增强金字塔点阵夹芯板芯子的组装模具

摘要

一种用于制备纤维增强金字塔点阵夹芯板芯子的组装模具，它涉及一种用于制备纤维增强点阵夹芯板芯子的组装模具。以解决现有制备纤维增强金字塔点阵夹芯板芯子的模具制备出的纤维增强金字塔点阵夹芯板芯子力学性能差的问题。模具由下模体及上、下网架组成，下模体由底板和多个长方体组成，下网架由多个下网架纵、横向嵌片咬合构成，上网架由多个上网架纵、横向嵌片咬合构成，下网架设置在底板上，下网架的每个网格内装有一个长方体，上网架设置在下网架上，上网架纵、横向嵌片咬合，上网架、下网架和多个长方体合模形成一个整体。本发明用于成型纤维增强金字塔点阵夹芯板芯子。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备纤维增强点阵夹芯板芯子的组装模具。

背景技术

自2001年美国学者提出轻质点阵夹芯结构以来，世界各国学者对点阵夹芯结构的设计和制备进行了广泛研究，目前点阵夹芯主要是由金属材料采用特殊模具工艺制备的。而纤维增强复合材料相对金属材料比强度、比刚度更大，更符合轻质高强的特点。由于纤维增强复合材料成型工艺比较复杂，目前仅有美国佛吉利亚大学成功制备出纤维增强树脂基复合材料金字塔点阵夹心板。由于其没有很好的制备纤维增强树脂基复合材料金字塔点阵夹心板芯子的模具，在制备过程中没有很好发挥纤维单向增强的潜力，且在制备中使用切割工艺，而复合材料成型对切割非常敏感，所以其制备的夹芯板芯子力学性能很差。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于制备纤维增强金字塔点阵夹芯板芯子的组装模具，以解决目前由于没有很好的制备纤维增强金字塔点阵夹芯板芯子的模具，在制备中没有很好的发挥纤维单向增强的潜力并使用切割工艺，所制备的纤维增强金字塔点阵夹芯板芯子力学性能很差的问题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明的模具由下模体、下网架和上网架三部分组成；所述下模体由底板和多个长方体组成，所述下网架由多个下网架纵向嵌片和多个下网架横向嵌片组成；下网架纵向嵌片的上端面沿其长度方向等间距设有多个向上的第一突起，下网架纵向嵌片的每个第一突起的上端面的中心位置沿其厚度方向设有第一深凹槽，下网架纵向嵌片的上端面上位于相邻两个第一突起的中间沿其厚度方向设有第一浅凹槽，下网架横向嵌片的上端面沿其长度方向等间距设有多个向上的第二突起，下网架横向嵌片的每个第二突起的上端面的中心位置沿其厚度方向设有第二浅凹槽，下网架横向嵌片的下端面上位于每个第二突起的中心位置沿其厚度方向设有第二深凹槽，下网架横向嵌片的下端面上位于相邻两个第二突起的中间沿其厚度方向设有第三浅凹槽，多个下网架纵向嵌片等间距设置，多个下网架横向嵌片等间距设置在多个下网架纵向嵌片上，每个下网架纵向嵌片上的每个第一深凹槽与相应的下网架横向嵌片上的相应的第二深凹槽咬合，下网架设置在底板上，下网架的每个网格内装有一个长方体；上网架由多个上网架纵向嵌片和多个上网架横向嵌片组成，上网架纵向嵌片的下端面沿其长度方向等间距设有多个向下的第三突起，上网架纵向嵌片的每个第三突起的下端面的中心位置沿其厚度方向设有第四浅凹槽，上网架纵向嵌片的上端面上位于每个第三突起的中心位置沿其厚度方向设有第三深凹槽，上网架纵向嵌片的上端面上位于相邻两个第三突起的中间沿其厚度方向设有第五浅凹槽，上网架横向嵌片的下端面沿其长度方向等间距设有多个向下的第四突起，上网架横向嵌片的每个第四突起的下端面的中心位置沿其厚度方向设有第四深凹槽，上网架横向嵌片的下端面上位于相邻两个第四突起的中间沿其厚度方向设有第六浅凹槽，每个下网架纵向嵌片上设置有一个上网架纵向嵌片，每个下网架横向嵌片上设置有一个上网架横向嵌片，每个上网架纵向嵌片上的每个第三深凹槽与相应的上网架横向嵌片上的相应的第四深凹槽咬合，下网架、上网架和多个长方体合模，下网架纵向嵌片与下网架横向嵌片、上网架纵向嵌片及上网架横向嵌片的厚度均相等，下网架纵向嵌片上的第一突起的数量与下网架横向嵌片上的第二突起的数量、上网架纵向嵌片上的第三突起的数量及上网架横向嵌片上的第四突起的数量均相同。

本发明的有益效果是：一、上网架和下网架的网格都是直线型的，这样能够充分发挥单向增强的特点，而且各个夹芯板芯子之间没有间断，纤维是连续的，这样能很大程度上改善纤维增强复合材料金字塔芯子的力学性能。二、采用该模具，夹芯板芯子部分整体成型，减少机械切割的损伤。三、该模具组装简单、脱模方便、模具制造成本低，极大降低了夹芯板的制造成本。四、该模具提供一个很好的平台，在平台上能产生很多新的成型方法，用于成型金字塔型点阵夹芯板芯子，进一步提高了夹芯板制备效率。五、对于基体是树脂基、金属基的纤维增强复合材料，只需要改变模具制造材料，不需要改变模具设计方案，都可以利用该模具进行金字塔点阵夹芯板芯子成型。

附图说明

图1是本发明的模具的结构立体图(即下模体、下网架和上网架三部分立体结构图。为表示清楚起见，未将下模体、下网架和上网架三部分装配在一起)；图2是上网架横向嵌片13的立体结构图；图3是上网架纵向嵌片12的立体结构图；图4下网架横向嵌片4的立体结构图；图5是下网架纵向嵌片3的立体结构图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图5说明本实施方式，本实施方式的模具由下模体、下网架和上网架三部分组成；所述下模体由底板1和多个长方体2组成；所述下网架由多个下网架纵向嵌片3和多个下网架横向嵌片4组成，下网架纵向嵌片3的上端面沿其长度方向等间距设有多个向上的第一突起5，下网架纵向嵌片3的每个第一突起5的上端面的中心位置沿其厚度方向设有第一深凹槽6，下网架纵向嵌片3的上端面上位于相邻两个第一突起5的中间沿其厚度方向设有第一浅凹槽7，下网架横向嵌片4的上端面沿其长度方向等间距设有多个向上的第二突起8，下网架横向嵌片4的每个第二突起8的上端面的中心位置沿其厚度方向设有第二浅凹槽9，下网架横向嵌片4的下端面上位于每个第二突起8的中心位置沿其厚度方向设有第二深凹槽10，下网架横向嵌片4的下端面上位于相邻两个第二突起8的中间沿其厚度方向设有第三浅凹槽11，多个下网架纵向嵌片3等间距设置，多个下网架横向嵌片4等间距设置在多个下网架纵向嵌片3上，每个下网架纵向嵌片3上的每个第一深凹槽6与相应的下网架横向嵌片4上的相应的第二深凹槽10咬合，下网架设置在底板1上，下网架的每个网格内装有一个长方体2；上网架由多个上网架纵向嵌片12和多个上网架横向嵌片13组成，上网架纵向嵌片12的下端面沿其长度方向等间距设有多个向下的第三突起14，上网架纵向嵌片12的每个第三突起14的下端面的中心位置沿其厚度方向设有第四浅凹槽15，上网架纵向嵌片12的上端面上位于每个第三突起14的中心位置沿其厚度方向设有第三深凹槽16，上网架纵向嵌片12的上端面上位于相邻两个第三突起14的中间沿其厚度方向设有第五浅凹槽17，上网架横向嵌片13的下端面沿其长度方向等间距设有多个向下的第四突起18，上网架横向嵌片13的每个第四突起18的下端面的中心位置沿其厚度方向设有第四深凹槽19，上网架横向嵌片13的下端面上位于相邻两个第四突起18的中间沿其厚度方向设有第六浅凹槽20，每个下网架纵向嵌片3上设置有一个上网架纵向嵌片12，每个下网架横向嵌片4上设置有一个上网架横向嵌片13，每个上网架纵向嵌片12上的每个第三深凹槽16与相应的上网架横向嵌片13上的相应的第四深凹槽19咬合，下网架、上网架和多个长方体2合模，下网架纵向嵌片3与下网架横向嵌片4、上网架纵向嵌片12及上网架横向嵌片13的厚度均相等，下网架纵向嵌片3上的第一突起5的数量与下网架横向嵌片4上的第二突起8的数量、上网架纵向嵌片12上的第三突起14的数量及上网架横向嵌片13上的第四突起18的数量均相同。

具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式的下网架纵向嵌片3与下网架横向嵌片4、上网架纵向嵌片12及上网架横向嵌片13的厚度均为2mm-10m、最大高度均为15mm-10m。如此设置，可以满足设计要求。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式的长方体2的边长为10mm-1m、高为15mm-10m。如此设置，可以满足设计要求。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图2-图5说明本实施方式，本实施方式的下网架纵向嵌片3上的第一突起5、下网架横向嵌片4上的第二突起8、上网架纵向嵌片12上的第三突起14和上网架横向嵌片13上的第四突起18的纵剖面形状相同，并均为等腰梯形、等腰三角形或矩形。如此设置，可根据设计需要选择。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：结合图2-图5说明本实施方式，本实施方式的下网架纵向嵌片3上的第一突起5的两个侧面、下网架横向嵌片4上的第二突起8的两个侧面、上网架纵向嵌片12上的第三突起14的两个侧面和上网架横向嵌片13上的第四突起18的两个侧面均为圆弧面、直面或曲面。如此设置，可根据设计需要选择。其它与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：结合图2-图5说明本实施方式，本实施方式的下网架纵向嵌片3与下网架横向嵌片4、上网架纵向嵌片12及上网架横向嵌片13的厚度均为3mm、最大高度均为22mm；下网架纵向嵌片3上的第一深凹槽6与下网架横向嵌片4上的第二深凹槽10、上网架纵向嵌片12上的第三深凹槽16及上网架横向嵌片13上的第四深凹槽19的槽深均相等并为10mm；下网架纵向嵌片3上的第一浅凹槽7与下网架横向嵌片4上的第二浅凹槽9、第三浅凹槽11及上网架纵向嵌片12上的第五浅凹槽17、第四浅凹槽15以及上网架横向嵌片上的第六浅凹槽20的槽深均相等并为2mm。如此设置，可根据设计需要选择。其它与具体实施方式二相同。

具体实施方式七：结合图1说明本实施方式，本实施方式的底板1的长×宽＝300mm×300mm，底板1的厚度为20mm，长方体2的数量为144个。如此设置，可根据设计需要选择。其它与具体实施方式六相同。

具体实施方式八：结合图1说明本实施方式，本实施方式的上网架的网格数量与下网架的网格数量及长方体2的数量三者相同。其它与具体实施方式一相同。

使用时，先把由多个下网架纵向嵌片和多个下网架横向嵌片咬合成的下网架放在底板上，将多个长方体放入下网架的网格内(即咬合之后的空间内)，再将上网架与它们进行合模，最终上网架、下网架和多个长方体合模形成一个整体，合模之后所形成的空腔，即是用来成型纤维增强树脂基复合材料金字塔点阵夹芯板芯子的。利用该夹芯板芯子制成的纤维增强树脂基复合材料金字塔点阵夹芯板的力学性能高，充分发挥了纤维增强的特点。该模具能够用于成型大面积的纤维增强树脂基复合材料金字塔点阵夹芯板芯子，解决了目前只能制备小尺寸点阵夹芯板的难题。