低流阻高透声护面结构及其制作方法与流程

本发明涉及声学技术领域，且特别涉及一种低流阻高透声护面结构及其制作方法。

背景技术：

穿孔板共振结构是一种典型的吸声装置，目前市面上通常做法是在穿孔板背后的空腔内填满多孔吸声材料(如玻璃纤维等)，同时增大穿孔板的穿孔率，使得整个结构的声学特性主要由空腔内的吸声材料决定，穿孔板只是起到护面层的作用，其声透明性很高。当穿孔板的穿孔率较低时，通过调节穿孔板的结构参数(如孔径，穿孔率，板厚等)，可以控制共振频率(类似亥姆霍兹共振器)。

玻璃纤维作为一种多孔吸声材料，具有非常多的优异性能，但是他本身直径微小，还比较脆，如果仅采用穿孔板结构，会使得纤维颗粒很容易扩散到空气中，影响人的健康，所以要对其进行隔离防护。

然而在高速气流中使用该吸声装置，由于穿孔板的穿孔的存在，会明显增大穿孔板表面的流阻，导致噪音增加，进而影响测试环境。

技术实现要素：

本发明旨在解决现有技术中，在高速气流中使用该吸声装置，由于穿孔板的穿孔的存在，会明显增大穿孔板表面的流阻，导致噪音增加，进而影响测试环境，而且还会出现内衬材料溢出污染环境等技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种低流阻高透声护面结构，其包括：穿孔板，包括：多个穿孔；内衬材料层贴合在所述穿孔板上，并填充在所述穿孔中，使所述穿孔板表面平整。

进一步的，所述穿孔板的穿孔率为30％至40％；所述穿孔的孔径为2mm至5mm；所述穿孔板的厚度为0.8mm至1.5mm。

进一步的，所述内衬材料层为立状绒毛的织物衬垫材料。

进一步的，所述内衬材料层的立状绒毛的长度根据所述穿孔板的板厚确定。

进一步的，所述内衬材料层包括：碳纤维及聚酯纤维材料。

本发明还提供一种低流阻高透声护面结构的制造方法，其包括以下步骤：提供一穿孔板；提供一内衬材料层；将所述穿孔板和所述内衬材料层通过热压工艺压制到一起。

进一步的，所述内衬材料层通过针刺拉绒工艺制成。

本发明的低流阻高透声护面结构及其制作方法相较于现有技术具有以下有益效果。

1、隔离性好；

2、后有空腔或吸声材料时的吸声性能好；

3、结构强度高，抗气流冲击；

4、低流阻，次生噪声小；

5、防火，耐腐蚀，无污染不生霉菌。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1A是本发明一实施例提供的低流阻高透声护面结构俯视图；

图1B是本发明一实施例提供的低流阻高透声护面结构剖视图；

图2所示为碳纤维结构微观结构示意图；

图3所示为本发明一实施例提供的具有立状绒毛的碳纤维毡结构；

图4所示为本发明一实施例提供的低流阻高透声护面结构的制作方法流程图。

附图标号说明：

穿孔板110，穿孔111，内衬材料层120。

具体实施方式

鉴于现有技术中，进行声学测试或特殊声学环境中所使用的声学护面所使用的穿孔板与内衬材料的配合，一方面会导致内衬材料颗粒很容易扩散到空气中，另一方面，在高速气流环境中使用，由于穿孔板的穿孔的存在，使穿孔板表面不平整，进而会明显增大穿孔板表面的流阻，导致噪音增加，进而影响声学环境。由此，本发明设计了特殊的内衬材料，不仅结构强度高，耐腐蚀，不生霉菌，避免了材料颗粒扩散导致的环境污染，进一步通过特殊的加工工艺将内衬材料与穿孔板贴合，使内衬材料同时填满穿孔板上的穿孔，使穿孔板表面平整，使其在高速气流的使用中，低流阻，次生噪声小，保证了良好的声学环境。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

如图1所示，本发明一具体实施例公开了低流阻高透声护面结构示意图。该低流阻高透声护面结构，包括：穿孔板110，所述穿孔板110上包括多个穿孔111；内衬材料层120贴合在所述穿孔板110上，并填充在所述穿孔111中，使所述穿孔板110表面平整。

采用该实施例提供的低流阻高透声护面结构将内衬材料与穿孔板贴合，使内衬材料同时填满穿孔板上的穿孔，使穿孔板表面平整，在高速气流的使用中，达到低流阻，次生噪声小的效果，保证了良好的声学环境。

在本发明实施例中，所述穿孔板110的穿孔率为30％至40％；所述穿孔111的孔径为2mm至5mm；所述穿孔板110的厚度为0.8mm至1.5mm。

穿孔板为常规材料，作为特殊声学材料的防护，穿孔板则只需要让声波通过，进入声学材料即可。在此类用途中，我们需要保证所用穿孔板对所有频率的声波均具有最优的声透性(Transparency)。这种特性主要取决于板厚、孔径和穿孔率。

其声透明指数TI可由如下公式得出：

其中：

d：穿孔板孔径；

t：穿孔板厚度；

a：相邻两孔边缘的最小距离，即a＝b-d，b为两孔的中心距；

n：每平方英寸的孔数；

P：穿孔率的百分数。

(注：上述参数取值需要转换为英寸计算)

由公式可知，当a(孔距)越小时，对TI的提高贡献最大，即孔小而密；其次是减小厚度和增加穿孔率。对于常用的穿孔板，我们对其TI值进行了计算(见下表)，可以看出不同的穿孔板实际的声学透明性还是有较大差异。

因此，在实际使用中根据实际需求选取穿孔板时，尽可能的保证穿孔板声透性能足够大，这样里面的多孔吸声材料才能起到更好的吸声性能。

在本发明实施例中，所述内衬材料层120为立状绒毛的织物衬垫材料。由于内衬材料层120是要与穿孔板110贴合在一起，其具有的立状绒毛会在与穿孔板110贴合时，填充到穿孔板110上的穿孔111中，由此，可以使穿孔板110表面更加平整，在高速气流的使用中，降低流阻，减小次生噪声，保证了良好的声学环境。

在本发明实施例中，内衬材料层120是要与穿孔板110贴合在一起，为了保证穿孔板110表面的平整性，所述内衬材料层120的立状绒毛的长度根据所述穿孔板110的板厚确定，是内衬材料可以充分填充到穿孔板110的穿孔中，且不会溢出，确保了穿孔板110表面的平整性。

在本发明实施例中，所述内衬材料层120组成的成分为：碳纤维，聚酯纤维(PET)等，根据实际用途，确定比例和其他辅料是否加入。

碳纤维是一种兼具碳材料强抗拉力和纤维柔软可加工性两大特征的化工新材料，是新一代的增强纤维。它的密度不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500MPa以上，是钢的7～9倍；抗拉弹性模量为230～430GPa亦高于钢；因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000MPa/(g/cm³)以上，而A3钢的比强度仅为59MPa/(g/cm³)左右，其比模量也比钢高。材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则材料的刚度愈大，从这个意义上预示了碳纤维在工程的广阔应用前景。

如图2所示，碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。每一根碳纤维由数千条更微小的碳纤维所组成，直径大约5至8微米。碳纤维以随机排列的方式相互交织形成纤网结构，机械加固法制造的非织造布的典型结构。由于玻璃纤维粉尘直径为10um左右，且纤维粉尘呈长条形，碳纤维毡的纤维直径和玻璃纤维相当，故只需要毫米级厚度的碳纤维毡就可以达到很好的隔离效果。

此外，如图3所示，通过针刺拉绒法，将碳纤维与聚酯纤维制成具有立状绒毛的碳纤维毡结构，同时根据穿孔板的板厚来确定其绒长，确保绒毛长度能够透过穿孔板且将孔填满，这就对纤维毡的加工工艺有很高的要求。

请参见图4并结合图1A及图1B，本发明实施例还提供了一种低流阻高透声护面结构的制造方法，包括以下步骤：

步骤S110提供一穿孔板；

步骤S120提供一内衬材料层；

步骤S130在所述穿孔板与所述内衬材料层之间且避开穿孔的位置涂覆胶黏剂；

步骤S140加热使所述胶黏剂熔化；

步骤S150加压使所述胶黏剂固化并在所述穿孔板与所述内衬材料层之间形成胶结点；

步骤S160使所述内衬材料层的纤维填平所述穿孔。

具体的，所述步骤S120提供的所述内衬材料层通过针刺拉绒工艺制成，具体步骤如下：

碳纤维由自动输送针帘带入开松机械，进行蓬松度梳理后进入梳理阶段，成为上下2层网状的纤维网，然后进入成网机，来回折叠后进入预刺机，将叠加的纤维网引入、穿行，针板由上自下穿行纤网，定型为基本布面，再由预刺引出的定型纤维网进入两道针刺由下至上穿刺使其纤维上下相互纠结，形成一定的强度后，加热处理，使其表面的纤维固定，达到相应的要求(表面光滑度、拉力强度等)。

本发明实施例提供的低流阻高透声护面结构及其制作方法，特殊的内衬材料及制造方法，不仅结构强度高，耐腐蚀，不生霉菌，避免了材料颗粒扩散导致的环境污染，而且通过特殊的加工工艺将内衬材料与穿孔板贴合，使内衬材料同时填满穿孔板上的穿孔，使穿孔板表面平整，使其在高速气流的使用中，低流阻，次生噪声小，保证了良好的声学环境。相较于现有技术具有以下有益效果：

1、隔离性好；

2、后有空腔或吸声材料时的吸声性能好；

3、结构强度高，抗气流冲击；

4、低流阻，次生噪声小；

5、防火，耐腐蚀，无污染不生霉菌。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。