本實用新型涉及復(fù)合板材制備領(lǐng)域,尤其涉及一種復(fù)合材料板材的制備系統(tǒng)。
背景技術(shù):
復(fù)合材料,是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料,通過物理或化學(xué)的方法,在宏觀(微觀)上組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長補短,產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。隨時經(jīng)濟的發(fā)展,人們對于材料性能的要求越來越高,所以復(fù)合材料在各領(lǐng)域均獲得廣泛的運用。同時復(fù)合材料制成的板材在各領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。
但是現(xiàn)有復(fù)合材料板材的制備方法一般是采用反應(yīng)注射成型與真空輔助成型相結(jié)合的方法,而且一般復(fù)合材料板材的固化是在樹脂放熱固化之后,再結(jié)合常溫固化工藝或者直接使用較為復(fù)雜的加熱裝置進行固化成型。這種樹脂注入方法較為繁瑣,且使用設(shè)備相對較為復(fù)雜,不能較好的適于樣件的制備或者小批量生產(chǎn)。但是復(fù)合材料板在大批量投入生產(chǎn)使用之前,需要樣件對其相關(guān)各性能進行試驗,由于以往所采用的固化工藝流程相對繁瑣,加上樹脂注入方法較為繁瑣,且使用設(shè)備相對較為復(fù)雜,這都制約了板材試件的制備。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的在于提供一種簡化成型工藝,適于樣件制備或小批量生產(chǎn)的復(fù)合材料板材的制備系統(tǒng)。
本實用新型提供的這種復(fù)合材料板材的制備系統(tǒng),它包括預(yù)固化平臺、加熱裝置和抽真空裝置,預(yù)固化平臺包括支架以及布置于支架上的上面板和下面板,上、下面板之間設(shè)有與所述加熱裝置連通的換熱管;板材制備時依次將下脫模布、增強纖維、上脫模布、導(dǎo)流介質(zhì),真空袋鋪放在平臺表面,再通過抽真空裝置將平臺表面抽真空,在真空負壓作用下復(fù)合材料進入預(yù)固化平臺上完成注膠,加熱裝置通過換熱管使上面板的溫度升至復(fù)合材料預(yù)固化溫度,完成預(yù)固化過程。
為了便于溫度控制,加快升溫速度,所述加熱裝置為循環(huán)恒溫水浴器,所述換熱管為兩根關(guān)于上面板長度方向中心面對稱布置的蛇形盤管,兩換熱管相鄰位置處的接口為循環(huán)水入口,另一端為循環(huán)水出口。
為了提高連接的可靠性,所述換熱管的循環(huán)水入口通過銅質(zhì)三通與所述加熱裝置的出水口連通,兩個循環(huán)水出口通過另一銅質(zhì)三通與加熱裝置的回水口連通。
為了避免熱量散失,保證溫升的速度,使所述支架包括支腿和平臺支撐板,所述下面板與平臺支撐板之間設(shè)有保溫隔熱層。
進一步的,為了保證抽真空的效果,使所述抽真空裝置包括真空泵和緩沖罐,緩沖罐上設(shè)有上、下兩個抽氣口,上抽氣口與真空泵的進氣口連通,下抽氣口用于對預(yù)固化平臺上表面抽真空。
為了便于控制真空負壓的壓力大小,在所述真空泵上設(shè)有調(diào)節(jié)真空負壓大小的氣鎮(zhèn)閥。
為了顯示真空負壓的壓力大小以便適時調(diào)節(jié),在所述緩沖罐上連接有真空表。
為了保證平面度,使所述上面板和下面板均采用鋼化玻璃板。
本實用新型在使用時只需控制加熱裝置通過換熱管使上面板的溫度升至復(fù)合材料預(yù)固化溫度,敷設(shè)相應(yīng)模具后再通過抽真空裝置將平臺表面抽真空,在真空負壓作用下復(fù)合材料進入預(yù)固化平臺上即可完成注膠和預(yù)固化成型。簡化了成型工藝過程,便于樣件的制備和小批量的生產(chǎn)。
附圖說明
圖1為本實用新型一個優(yōu)選實施例的布置示意圖。(連通管道未畫出)。
圖2為圖1中預(yù)固化平臺的立面放大示意圖。
圖3為圖2中預(yù)固化平臺的側(cè)視示意圖。
圖示序號:
1—預(yù)固化平臺、2—循環(huán)恒溫水浴器、3—真空泵、4—緩沖罐、5—銅質(zhì)三通、6—氣鎮(zhèn)閥、7—真空表、8—真空袋、11—支架、12—上面板、13—下面板、14—循環(huán)水管、15—保溫隔熱層、41—上抽氣口、42—下抽氣口。
具體實施方式
如圖1、圖2所示,本實施例提供的這種這種復(fù)合材料板材的制備系統(tǒng),包括預(yù)固化平臺1、循環(huán)恒溫水浴器2、真空泵3和緩沖罐4。
預(yù)固化平臺1包括由四跟支腿和平臺支撐板構(gòu)成的支架11以及布置于支架上的上面板12、下面板13和兩根關(guān)于上面板長度方向中心面對稱布置的循環(huán)水管14,兩循環(huán)水管呈S型共同布滿上、下面板之間的區(qū)域,兩循環(huán)水管均對應(yīng)上面板的長度方向中心位置處的端口A通過銅質(zhì)三通5與循環(huán)恒溫水浴器的熱水出口a連通、在上面板12的長度方向兩端的端口B與循環(huán)恒溫水浴器的回水口b連通,保證兩根循環(huán)水管同時進水,加快了循環(huán)水單位時間內(nèi)的循環(huán)次數(shù),使得整個平臺升溫相對較快,而且能夠很好的解決受熱板面溫度不均的問題;同時通過在下面板與支架的平臺支撐板之間設(shè)置保溫隔熱層15來減少熱量向平臺底部不必要的能量耗散,從而使預(yù)固化平臺溫度升溫較快且由于保溫材料的存在,在保溫預(yù)固化階段上面板溫度能夠較好的維持在一定的合理溫度范圍之內(nèi),提高了復(fù)合材料板材的制備效率,同時也使得復(fù)合材料板材力學(xué)性得到明顯改善。將上面板和下面板均選用鋼化玻璃板以保證平面度,使復(fù)合材料板成型效果更好。
在板材制備的過程中,首先通過水浴器控制箱將溫度設(shè)置到合適的工藝溫度,通過循環(huán)恒溫水浴將水箱內(nèi)的循環(huán)水升溫至一定溫度,水通過銅質(zhì)三通15將水輸送到循環(huán)水管換熱使預(yù)固化平臺加熱,而后通過回水口流入到循環(huán)恒溫水浴器水箱內(nèi),從而使平臺溫度始終維持在預(yù)固化溫度。在材料制備階段,將真空泵進氣口與緩沖罐的上抽氣口41連通,緩沖罐的下抽氣口42與置于預(yù)固化平臺上的真空袋8相連,通過調(diào)整真空泵上的氣鎮(zhèn)閥6來調(diào)節(jié)真空袋內(nèi)的壓力大小,具體壓力大小可以通過緩沖罐上端安裝的真空表7的示數(shù)來反映出來,通過真空表示數(shù)大小來調(diào)整合適的工藝壓力,以滿足不同的工藝需求,制備時通過氣鎮(zhèn)閥來調(diào)整壓力,使得真空度不低于97KPa,然后在負壓的作用下使得樹脂沿導(dǎo)流介質(zhì)進入預(yù)固化平臺,最后在一定水域溫度的作用下進行預(yù)固化處理,而后進行后固化,從而獲得性能優(yōu)良的復(fù)合材料板材。
平臺在開始使用初期,將循環(huán)恒溫水浴器打開,通過循環(huán)水對預(yù)固化平臺進行預(yù)熱,而后噴涂脫模劑,依次將下脫模布、增強纖維、上脫模布、導(dǎo)流介質(zhì),真空袋鋪放在上面板表面。打開真空泵,調(diào)整氣鎮(zhèn)閥門,使壓力達到至少-97KPa。將上面板表面抽真空處理,在真空負壓的作用下,樹脂緩慢進入上面板的板面,從而完成注膠過程,最后將注膠口和抽氣口關(guān)閉,在循環(huán)恒溫水浴溫度的作用下完成預(yù)固化過程。簡化了以往技術(shù)復(fù)雜的工藝流程,僅僅使用真空負壓完成樹脂注入,并且使用兩條循環(huán)水管,提高了預(yù)固化平臺表面升溫速率,使得預(yù)固化平臺受熱更加均勻。這樣就極大的促進了小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率,并且制備的板材力學(xué)性能較為優(yōu)良,為復(fù)合材料板材尤其是一些用于力學(xué)性能測定等試驗的復(fù)合材料板提供了一個很好的工藝選擇。本實用新型可以適用于多種纖維增強材料,如碳纖維、玻璃纖維、芳綸等增強材料的制備,為制備不同的力學(xué)性能的復(fù)合材料板材提供依據(jù)。另外,本專利可根據(jù)不同樹脂的固話溫度時時地調(diào)整平臺板面的溫度,提高了樹脂與增強材料的浸潤性能以及制備板材的力學(xué)性能。