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②叠合与压 制工序
在芳纶纸上涂印好规则均匀的胶条后，将连续的芳 纶纸裁切成一定长度，按一定规则进行叠合：即上一张 纸的胶条于下一张纸的胶条正中间。
叠合的定位方式可采取对胶条或打孔定位法。对胶 条法主要依靠操作人员的肉眼观察，主观性较大，容易 造成胶条偏斜。而打孔定位法采用机器打孔，消除了主 观误差，定位准确，因此在实际生产中打孔定位法被普 通采用。
具体工艺流程如下：
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展开法制造蜂窝夹芯的工艺流程
玻璃布 胶液
涂胶条（印胶或漏胶）
叠合
压制固化
切割
拉伸
浸胶
Hale Waihona Puke 凉置固化成型 蜂窝夹芯36
① 涂胶与叠合
在玻璃布上涂胶条，常采用机械涂胶法即在涂 胶机上进行，也可用手工涂胶法涂胶。
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手工涂胶法
a. 制作涂胶板。在塑料薄膜上，用刻纸刀刻出涂胶条。 胶条的宽度和间距根据蜂窝格子的边长确定，具体宽 度根据玻璃布的厚度、密度、粘接剂的粘度等具体条 件确定。
面－芯粘结不需要其它胶粘剂
主要几 何参数
Z-pin植入角度 植入密度
Z-pin细度
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Z-pin夹层结构
植入工艺
Z-pin植 入工艺
缝 合 工 艺
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Z-pin夹层结构
应用领域
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Z-pin夹层结构
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连体织物及复合材料
面层
纤维 芯柱
面层
三维间隔连体织物是一种层与 层之间由连续纤维芯柱相接而 成一体呈空芯结构的编织物
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⑤蜂窝的拼接
制造大面积或异形制品时，蜂窝的尺寸往往不能满 足要求，因此需要拼接。拼接时取少量胶液，涂在拼接 处，搭接长度为六角形边长，用夹子固定，待固化后除 去夹子即可。也可通过填充泡沫胶的方式拼接。
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（二）Nomex蜂窝
Nomex蜂窝是一种性能比较优异、应用比较广 泛的芳纶纸蜂窝。芳纶纸蜂窝的制造一般采用拉伸 法。
主要几 何参数
承力柱高度 承力柱细度 承力柱分布密度
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Z向缝合夹层结构
缝合工艺
上面板内层 上面板外层 承力柱纤维
泡沫芯材 下面板外层
下面板内层
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Z向缝合夹层结构
应用领域
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Z-pin夹层结构
在泡沫塑料中植入与 外表面呈一定角度的 单向纤维针状物（即 Z-pin）形成网架结构
与传统的蜂窝夹层结构相比，突出的抗剪强度、抗 压强度、抗冲击强度及耐久性
① 将粘接剂通过不同方式涂在玻璃布上形成胶条。 相邻两层涂有胶条的玻璃布应使胶条错开，即上 一层玻璃布的胶条位置正好在下一层玻璃布上的 相邻两胶条的中间。以这种方法相互粘接在一起 的玻璃布形成一块蜂窝芯子板。
② 待蜂窝芯子板中的粘接剂充分固化，将其放在切 纸机上切成一条条具有所要求高度的蜂窝芯子条， 然后将蜂窝芯子展开，即成蜂窝。
面层之间芯柱经向呈“8”字形， 纬向呈“1”字形
主要几 何参数
无面/芯剥离
抗冲击性能优异
芯柱高度 经纱密度 纬纱密度 间隔纱密度
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连体织物及复合材料
应用领域
制备多层吸波材料 应用于F/A-18E/F
波兰的Bilsam aviation制造 的轻型运动飞机Sky Cruiser
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点阵夹芯结构
应用领域
点阵夹芯结构应用于卫星结构，其 大的空隙为热控元件提供了安置空 间，无需在结构中挖掘空洞，保持 了结构完整性
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点阵夹层结构
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点阵夹层结构
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点阵夹层结构
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传统夹层结构
芯材的制备 芯材与蒙皮的胶接 蒙皮的成型 芯材的承压能力与压力传递
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传统夹层结构
3.皱褶和偏斜。涂胶过程中往往会出现玻璃布打折 和偏移，影响蜂窝质量。原因是传动不平稳，涂胶 导向及胶布放布辊之间不平行等。
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② 压制固化
涂胶完毕后从叶轮转筒上取下的蜂窝叠块，按所 用胶的固化规范固化。压力大小以胶液不渗透到玻璃 布背面，保证蜂窝胶接边胶合良好为原则。
蜂窝叠块的厚度即布的层数，由产品的尺寸要求 来决定。可由以下公式算出：
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印胶法的特点： 印胶法是常用的涂胶方法，其设备简单，机械
化程度较高，质量容易控制，生产效率高，适合大 量生产。针对不同粘度有胶液，可以通过调整带胶 辊、递胶辊和涂胶辊之前的距离，就可以印出满意 的胶条。但这各设备的胶槽不易密闭，在涂胶过程 中胶液的粘度易发生变化，产生缺陷。可以通过连 续往胶槽中加料解决。
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叠合工序完成后，进行叠板的压制。叠板压 制前先设定好温度与压力，在压制过程中主要完 成芯条胶的固化，使得蜂窝孔格的节点强度达到 一定的要求。叠板只有经过压制工序后蜂窝孔格 才可以形成，才可以进行后续的切割、拉伸工序。
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③切割、拉伸 与定型工序
叠板压制完成后进行切割，根据用户的需要确定 切割高度。 然后使用拉伸机拉伸蜂窝叠块或叠条，在叠块或 叠条的两端施加均匀的拉伸力，力的方向垂直于蜂 窝孔轴方向，在拉伸力的作用下孔格渐渐展开成所 要求的孔格形状及孔格尺寸。
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浸胶这一工序对蜂窝夹芯的质量有着直接的影响。 玻璃布只有在浸胶固化后，才能承力。因此，胶的含 量和蜂窝格壁上胶量的均匀程度直接影响蜂窝夹芯的 强度。含胶量在工艺上主要通过胶液粘度或浓度或密 度来控制，尤其是用密度控制更为方便。
密度大——含胶量大，强度可提高，但较重； 密度小——含胶量小，强度低、刚度低。
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①涂胶工序
涂胶工序中由涂胶机完成芯条胶涂印在芳纶纸上。 一般采用凹印涂胶法，涂胶辊依靠辊子的压力将芯条 胶涂印到芳纶纸的一面上。
以制作正六边形蜂窝为例，胶条的宽度与间距根 据蜂窝格子的边长来确定。胶条的理论宽度为a，但 由于芯条胶的胶液会向两边渗透，使得蜂窝格子的胶 条宽度大于a。所以为了确保蜂窝格子的正六边形， 实际涂胶宽度要稍小于a。
复合材料夹层结构
2017.3.14
1
概述
先进复合材料的重要发展方向
轻量化 高性能 低成本
三维增强夹层结构 复合材料
复合工艺
力学特性
2
概述
3
概述
夹层结构
由三层以上的材料或结构组成的复合结构， 有两层薄而高强度的面板结构，其间夹着 一层厚而极轻的芯材。这是为了满足轻质 高强要求而发展起来的一种结构形式。
涂有胶条的玻璃布经过干燥平板，干燥后在叶轮转筒上卷起 来。叶轮转筒每卷一周后，胶盒可以自动抬起（胶嘴脱离玻璃 布），同时向左或向右错移一定距离，此距离正好等于胶条间距 的一半。这样，在叶轮转筒上卷起来的涂有胶条的玻璃布，即与 邻层玻璃布上的胶条错开，开成如下图所示的蜂窝。
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蜂窝叠合示意图
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漏胶法的特点： 漏胶法的生产效率高，但漏胶嘴不易加工，胶
将拉伸完成后的蜂窝放入烘房中进行定型。由于 芳纶纸具有高回弹的特性，因此该工序对于芳纶纸 蜂窝显得很必要。在定型中不仅使蜂窝孔格固定成 型，同时也消除了大部分的加弹应力。
小型飞机座椅
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连体织物及复合材料
应用领域
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织物夹层结构
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织物夹层结构
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织物夹层结构
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织物夹层结构
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点阵夹芯结构
高比强度 高比刚度 多功能
点阵夹芯结构，也称为 “类桁架结构”。是通 过模拟分子点阵构型而 设计出来多孔有序微结 构的仿生结构，类似于 现有的空间网架，只是 在尺寸上要小的多
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粘接剂的选择
制造玻璃布蜂窝的粘接剂品种有热固性的粘接剂， 也有热塑性的粘接剂。它的选择是根据制造蜂窝夹层 结构时的工艺条件和浸胶时的使用的树脂种类而定。
目前常选用的蜂窝粘接剂有环氧树脂、聚醋酸乙 烯酯、聚乙烯醇缩丁醛。
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蜂窝方向的规定
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2、玻璃布蜂窝芯子的制造
蜂窝夹芯制 造方法
波纹法（模压法）
1.胶液压力。涂胶辊对玻璃布的接触压力越大，胶液 浸透到玻璃布背面的可能性也就越大，容易造成严 重的透胶现象，致使固化后的蜂窝芯子条拉不开。
2.胶液粘度。胶液粘度越大越不易透胶，但粘度过 大会造成涂胶困难，或使胶层过厚在加压固化过程 中出现透胶。胶液粘度小则容易在涂胶过程中发生 透胶。因此在保证涂胶顺利的情况下，胶液粘度越 大越好。
条宽度不易控制，涂胶质量较差，设备清洗也不方 便，故很少用。
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下图所示的是印胶式自动涂胶机的结构示意图。涂胶时，首先 将布卷在绕布辊1上，然后将布通过导轮6、两个涂胶辊2、干燥板7， 再与另一绕布辊1的玻璃布一起，连接于叶轮转筒8上。当开动涂胶 机时，玻璃布按着箭头所指的方向移动，与此同时，盛于胶槽中的 胶液，通过带胶辊4和递胶辊3带到涂胶辊的凸筋上，玻璃布恰好与 涂胶辊的凸筋相切，玻璃布做直线移动，而涂胶辊在玻璃布上与布 作相同方向的转动，并将条状胶液印在玻璃布的表面上，形成连续 的胶条。
b. 调整手工涂胶机移动板的行程。
c. 根据蜂窝芯子尺寸大小裁剪玻璃布。
d. 铺好玻璃布。
e. 对蜂窝芯子板均匀加压，待粘接剂完全固化后，卸去 压力，切制蜂窝芯子条。
f. 用手工或机器将切制好的蜂窝芯子条展开。
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机械涂胶法
手工涂胶法工艺简单，不需要特殊的设备， 但劳动强度大，生产效率低，仅适用于少量特 殊规格的蜂窝芯子生产，大规模生产一般采用 机械涂胶法。
机械涂胶法分为漏胶法和印胶法两种。
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漏胶式自动 涂胶机结构 示意图
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漏胶式自动涂前机主要由三个部分组成：涂胶系统、传动系 统和加温系统。涂胶时，首先将玻璃布卷缠在卷筒上，然后将布 通过漏胶嘴、干燥平板、导轮连接在叶轮转筒上。胶条的涂制， 主要通过漏胶嘴来实现。漏胶嘴是按一般的圆珠笔的原理制成， 嘴内有一个小弹簧，顶住圆珠，圆珠与胶嘴侧壁间没有间隙，胶 液不能流出，而涂胶时就相当于圆珠笔在纸上写字。