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。 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。
承受的是剪切应力。
夹层结构的优点很多，如比强度高、比刚度高、结
构稳定性好、承载能力高、耐疲劳、抗振动、隔音、隔热
等。
5
新型轻质夹层结构复合材料
Z向缝合夹层结构
新型轻质夹层 结构复合材料
Z-pin夹层结构 连体织物夹层结构
点阵夹芯结构
6
Z向缝合夹层结构
上面板
突出平压强度
泡沫 芯材 下面板 承力柱
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。
47
涂胶质量控制： 涂胶质量的控制是能否制造良好蜂窝的关键。涂胶 要防止漏胶与透胶，保证尺寸宽度。在涂胶过程中，主 要是控制涂出胶条的宽度、厚度和各胶条间的平行度，
以及胶条的干燥程度。胶条只能涂于布层的一面，而不
能透到布的反面。
48
涂胶工艺中易发生漏涂和透胶这两个影响蜂窝质量 的问题。其原因如下：
优异耐久性
良好隔热隔声性
主要几 何参数
承力柱高度
承力柱细度
承力柱分布密度
7
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
8
Z向缝合夹层结构
应用领域
9
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
56
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。
55
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。

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

面－芯粘结不需要其它胶粘剂
Z-pin植入角度
植入密度 Z-pin细度
10
主要几 何参数
Z-pin夹层结构
植入工艺
Z-pin植 入工艺
缝 合 工 艺
11
Z-pin夹层结构
应用领域
12
Z-pin夹层结构
13பைடு நூலகம்
连体织物及复合材料
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。 具体工艺流程如下：
34
35
展开法制造蜂窝夹芯的工艺流程 玻璃布
涂胶条（印胶或漏胶）
叠合
胶液 压制固化 切割 拉伸
浸胶
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。
现有的空间网架，只是
在尺寸上要小的多
21
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
22
点阵夹层结构
23
点阵夹层结构
24
点阵夹层结构
25
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
57
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。
58
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。
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。
52
④ 固化成型
浸过胶的蜂窝块，经凉置干燥后，还不能使用， 需进行固化，才能成为制品的夹芯材料。蜂窝夹芯 的成型固化分以下三种情况： 1）制品是平板形。当蜂窝芯从脱架取出后，可放在 平板模具上固化。 2）制品形状比较简单，曲率半径大。将蜂窝夹芯在 平板模具上加热使其部分固化。这种半固化蜂窝夹芯 加热时能不同程度软化，具有一定变形能力，但冷却 时又有一定刚度，能承受较大的工艺压力。 3）制品形状比较复杂。将经晾置干燥后的蜂窝在模 胎上进行拼接成型。
28
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。
29
蜂窝方向的规定
30
2、玻璃布蜂窝芯子的制造
波纹法（模压法） 蜂窝夹芯制 造方法 蜂窝芯子条展开法 （胶接拉伸法）
26
传统夹层结构
传统芯材制备工艺
（一）玻璃布蜂窝
（二）Nomex蜂窝
（三）铝蜂窝
27
（一）玻璃布蜂窝
1、玻璃布及粘接剂的选择
玻璃布的选择
玻璃布蜂窝夹层通常都选用未脱蜡的平纹布，因为
平纹布不易变形，不脱蜡可以防止树脂胶液渗到玻璃布
的背面，产生粘连现象。常用的玻璃布有0.1mm、0.12mm、 0.16mm、0.2mm厚的无碱平纹布。
45
46
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。
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
纤维 芯柱 面层

成一体呈空芯结构的编织物 面层之间芯柱经向呈“ 8” 字形， 纬向呈“1”字形

无面/芯剥离
抗冲击性能优异
主要几 何参数
芯柱高度 经纱密度 纬纱密度 间隔纱密度
14
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
37
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。
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。
49
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：
式中：L（mm)为蜂窝叠块拉伸后的长度；n为所需的层 数；a(mm)为蜂窝格宽度；b(mm)为玻璃布的厚度。
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。
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
31
波纹法
首先在波形摸具上，按手糊成型或模压成型工艺 制成半六角形的波纹板，然后用粘接剂粘成蜂窝芯子。 波纹法制成的蜂窝芯子，其蜂格尺寸正确，可制 任何规格的蜂窝芯子。但需要大量摸具，工艺落后， 生产效率低，所以目前已很少使用。
32
33
展开法
展开法是目前常用的蜂窝夹芯制造方法 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。
50
③ 切割、拉 伸与浸胶