[发明专利]一种轻质点阵夹芯板及采用激光切孔制备该板的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用激光切孔制备轻质点阵夹芯板的方法，属于机械加工领域。

背景技术

目前制备轻质点阵夹芯板主要有以下几种：对于金属材质的点阵夹芯板主要有轧制法、熔模铸造法两种；对于纤维增强复合材料材质的点阵夹芯板主要有模具热压法、组装模具法、纤维编织法、机械组装法。下面分别分析存在的问题

轧制法：由于金属材料在扎制过程中，存在一定的弹性变形，导致点阵芯子的节点往往不在一个平面上，而且通过轧制法制备的点阵结构节点面积比较小。

熔模铸造法：由于金属流动性不是太好，往往会对结构成型之后的质量有影响，而且熔模铸造法成本较高。

模具热压法：芯子部分不是整体成型，杆件不能施加足够的压力，而且杆件预埋在面板中，容易对面板造成初始损伤。

组装模具法：节点粘接面积太小。

纤维编织法：一方面对面板有损伤，另一方面纤维杆件比较细，不能充分发挥纤维增强的特点。

机械组装法：杆件在切削过程中，容易存在误差，这样嵌锁时容易给结构带来装配误差。

以上的几种方法成型的夹芯板结构性能差，且因其工艺问题而不适于批量生产。

发明内容

本发明目的是为了解决传统方法成型的夹芯板结构性能差，且因其工艺问题不适于批量生产的问题，提供了一种轻质点阵夹芯板及采用激光切孔制备该板的方法。

本发明的轻质点阵夹芯板包括带孔的波纹板、上面板和下面板，带孔的波纹板的上顶面与上面板固定在一起，带孔的波纹板的下底面与下面板固定在一起，带孔的波纹板的每个斜侧面上分布有一排通孔。

采用激光切孔制备上述轻质点阵夹芯板的方法：

步骤一、对待加工的波纹板进行预处理；

步骤二、将波纹板水平放置在激光加工台上，并用卡具固定夹紧；

步骤三、启动激光切割设备，在波纹板的斜侧面上打孔，激光打孔方向与上顶面垂直，

工艺参数为：激光输出功率为150w～400w，切割速度为0.5mm/s～5mm/s，保护气体压力为10kPa～30kPa，喷嘴高度为0.5mm～5mm，脉宽为0.5ms～4ms，重复频率为20Hz～60Hz，加工余量为0.1mm～0.5mm，

步骤四、按设定程序在波纹板上打完孔后，将所述孔的切割边缘的变质层磨掉，然后将其与上、下面板固定在一起，完成轻质点阵夹芯板的制备。

本发明的优点：全球首例将激光工艺用于复合材料点阵夹芯板工艺上来，因激光加工精度高，生产出来的夹芯板结构性能好；激光加工速度快，能批量生产夹芯板；激光加工无噪声，热输入量小，可以进行选择性加工和精密加工。

附图说明

图1是波纹板立体结构示意图；

图2是图1的A方向视图；

图3是图1的B方向视图；

图4是图1的C方向视图；

图5是实施方式二所述方法的打孔过程示意图；

图6是实施方式二所述方法打孔后的波纹板结构示意图；

图7是本发明轻质点阵夹芯板的结构示意图；

图8是图7所示夹芯板的孔为梯形时的侧视图；

图9是图6的俯视图；

图10是图7所示夹芯板的孔为圆形时的侧视图；

图11是图7所示夹芯板的孔为三角形时的侧视图；

图12是图7所示夹芯板的孔为长方形时的侧视图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图7说明本实施方式，本实施方式一种轻质点阵夹芯板，它包括带孔的波纹板1、上面板2和下面板3，带孔的波纹板1的上顶面与上面板2固定在一起，带孔的波纹板1的下底面与下面板3固定在一起，带孔的波纹板1的每个斜侧面上分布有一排通孔。所述通孔在斜侧面上可以是均匀分布，也可以是不均匀分布，根据实际需要确定。

具体实施方式二：下面结合图1至图12说明本实施方式，本实施方式采用激光切孔制备实施方式一所述的轻质点阵夹芯板的方法，它包括以下步骤：

步骤一、对待加工的波纹板进行预处理；

步骤二、将波纹板水平放置在激光加工台上，并用卡具固定夹紧；

步骤三、启动激光切割设备，在波纹板的斜侧面上打孔，激光打孔方向与上顶面垂直，

工艺参数为：激光输出功率为150w～400w，切割速度为0.5mm/s～5mm/s，脉宽为0.5ms～4ms，重复频率为20Hz～60Hz，保护气体压力为10kPa～30kPa，喷嘴高度为0.5mm～5mm，加工余量为0.1mm～0.5mm，