[发明专利]一种纤维增强树脂蜂窝夹芯结构复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纤维增强树脂蜂窝夹芯结构复合材料及制作过程，将上下纤维面通过纤维丝或纤维束利用3D编织或者缝织连接在一起，使得上下纤维面具有完整性，进而解决了纤维增强树脂蜂窝夹芯结构材料中，纤维层与蜂窝之间胶接不牢，导致纤维增强树脂蜂窝夹芯结构的剪切强度低，以及胶层老化导致的纤维与蜂窝连接松动等诸多难题。此结构不仅适用3D编织，还可以利用纤维丝或纤维束利用缝织等方式穿透已铺设完成的纤维增强体，将纤维上下两面连接一起。可操作性强，满足了轨道客车轻量化的要求。

技术领域

本发明公开一种纤维增强树脂蜂窝夹芯结构复合材料及其制备方法，涉及纤维增强树脂蜂窝夹芯结构复合材料零件制造技术，属于材料加工领域。

背景技术

纤维增强树脂蜂窝夹芯复合材料具有较高的比强度、比刚度，以及良好的抗腐蚀性、抗疲劳性、抗冲击性和高温性能，其作为一种“轻量化材料”在航空航天、轨道交通、汽车等行业得到应用。近年来，纤维增强树脂蜂窝夹芯复合材料越来越受到业界关注，在内饰材料、地铁地板、高铁受电弓滑板等位置应用广泛。但是，传统工艺中，纤维增强树脂蜂窝夹芯结构复合材料的胶层粘度以及老化等问题导致材料剪切力低，容易引起纤维与蜂窝分层。

以往的实验研究中，主要以解决胶的性能或者提高胶的含量来增大层板间的胶接能力。但是胶的老化问题并未得到根本的解决。本专利中，公开了了一种的纤维增强树脂蜂窝夹芯结构的复合材料及其制备方法，有效地解决了上述问题，此方面的工作未见报道。

发明内容

为解决纤维增强树脂蜂窝夹芯结构复合材料中，纤维层与蜂窝之间因为胶层老化导致胶接不牢固、纤维增强树脂蜂窝夹芯结构复合材料结构的剪切强度低等诸多难题，本发明公开了一种纤维增强树脂蜂窝夹芯结构复合材料结构及其制备方法，其中：

一种纤维增强树脂蜂窝夹芯结构复合材料，其特征在于：所述纤维蜂窝增强树脂复合材料由纤维增强体、树脂、蜂窝组成；所述纤维增强体为连续纤维；所述树脂为热固性树脂或热塑性树脂；所述蜂窝为铝蜂窝、纸蜂窝或者塑料蜂窝等多孔芯材。

所述纤维通过与蜂窝芯连通上下纤维面，上下面的纤维编织一起，从而增强纤维增强树脂蜂窝夹芯结构复合材料零件的剪切强度。

一种纤维蜂窝增强树脂复合材料零件制备方法，其特征在于：

1、一种纤维增强树脂蜂窝夹芯结构复合材料，其特征在于：所述纤维增强树脂蜂窝夹芯结构复合材料由纤维增强体、树脂、蜂窝组成；所述纤维增强体为连续纤维；所述树脂为热固性树脂或热塑性树脂；所述蜂窝材料为铝蜂窝、纸蜂窝或塑料蜂窝等多孔芯材组成。

2、根据权利要求1所述的一种纤维增强树脂蜂窝夹芯结构复合材料，其特征在于：利用手工缝织等方式将上下纤维面用纤维丝或纤维束连接，纤维丝或纤维束穿过蜂窝芯，或利用3D编织，将纤维编织到蜂窝结构内部，即上下面编制为一体。上下面的纤维与内部纤维连接在一起，经向呈T形、V字形或者∞形，纬向呈“1”字形。

3、根据权利要求1、2所述，纤维增强树脂蜂窝夹芯结构复合材料件制备方法为：

步骤1：根据预定的模型，确定模型要求的刚度以及蜂窝、树脂、纤维的种类；

根据材料种类，计算出满足力学性能的树脂含量、穿过蜂窝芯的纤维束数目以及蜂窝内部纤维与纤维上下面的角度α；

根据树脂含量以及穿过蜂窝芯纤维束的数量，设计满足性能要求的编织工艺。

步骤2：利用计算得出的编织工艺，用纤维丝或纤维束进行3D编织或者将纤维增强体铺设到蜂窝表面，然后将上下表面利用纤维缝织。得到连接一体的纤维增强体；

步骤3：将树脂浸润纤维增强体，并经固化、切割、打磨处理，制成纤维增强树脂蜂窝夹芯结构复合材料件；或者在上下纤维面铺垫胶膜，进行模压，使基体树脂浸润到纤维增强体中。