技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種共固化膠接剪切試樣的成型工裝及其成型方法。

背景技術(shù)：

隨著復(fù)合材料的使用越來越廣泛，膠接結(jié)構(gòu)的數(shù)量及種類也隨之增多。其中一種膠接結(jié)構(gòu)為粘接劑需要與樹脂基復(fù)合材料共固化成型，即在未固化的預(yù)浸料或者樹脂基復(fù)合材料待粘面涂覆膠粘劑，待構(gòu)件成型（包括粘接）后，給予一定壓力進(jìn)行高溫下固化。但是為了保證共固化膠接質(zhì)量可靠性，在產(chǎn)品預(yù)研階段需要提前對(duì)膠粘劑的粘接剪切性能進(jìn)行測(cè)試，由于復(fù)合材料固化后屬于剛性材料，因此粘接剪切測(cè)試試樣尺寸及膠接結(jié)構(gòu)要符合GB/T 7124-2008。

目前部分廠家制備共固化膠粘剪切試樣時(shí)，先成型復(fù)合材料，再將復(fù)合材料加工成為標(biāo)準(zhǔn)尺寸，進(jìn)行膠粘試樣制作。這種制作方法帶來的問題是：僅考察了膠粘劑對(duì)待粘試樣物理膠粘性，而沒有充分考慮膠粘劑與復(fù)合材料樹脂基體也會(huì)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)存在一定的化學(xué)膠粘效應(yīng)。有時(shí)膠粘劑和樹脂基體共固化還會(huì)發(fā)生釋放小分子而帶來的膠接失敗的情況，因此測(cè)得的膠粘剪切性能并不能代表共固化膠接結(jié)構(gòu)的真實(shí)膠接效果。這就為后續(xù)產(chǎn)品膠粘可靠性帶來隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種共固化膠接剪切試樣的成型工裝，以解決目前尚無復(fù)合材料樹脂基體膠接結(jié)構(gòu)共固化膠接試樣成型方法的問題。

為解決存在的技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：先設(shè)計(jì)一種共固化膠接剪切試樣的成型工裝，包括頂模和底模，所述的頂模和底模根據(jù)試樣的形狀需求加工有相應(yīng)的形腔，底模和頂模組裝好后用緊固螺栓進(jìn)行固定；所述的底模兩端留有孔狀流膠槽，用于多余樹脂流出。

制作試樣時(shí)，將剪裁好的預(yù)浸料或纖維布按照鋪放要求放于底模中，在膠接面涂刷糊狀膠或者鋪覆膠膜，再按照鋪放要求鋪放需要粘接的預(yù)浸料或纖維布。利用螺栓給予試樣一定壓力，放于加熱爐中按照復(fù)合材料固化工藝進(jìn)行固化。待試樣固化完成后，將試樣脫模并機(jī)械加工成所需要的尺寸進(jìn)行測(cè)試。

有益效果

本發(fā)明的共固化膠接剪切試樣制作方法，該方法操作簡(jiǎn)便，制備的共固化膠接剪切試樣能夠反映出實(shí)際產(chǎn)品中共固化粘接剪切性能。

附圖說明

圖1為共固化膠接剪切試樣制備工裝正視剖視圖；

圖2為共固化膠接剪切試樣制備工裝側(cè)視剖視圖；

圖3為共固化膠接剪切試樣制備工裝俯視圖;

圖中,1為底模,2為頂模,3為緊固螺栓,4為流膠槽。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。

如圖1-3所示，一種共固化膠接剪切試樣的成型工裝，包括頂模和底模，所述的頂模和底模根據(jù)試樣的形狀需求加工有相應(yīng)的形腔；在底模上和頂模上進(jìn)行復(fù)合材料試樣制備，完成后將底模和頂模組裝好并用緊固螺栓進(jìn)行固定；所述的底模兩端留有孔狀流膠槽，用于多余樹脂流出。

共固化膠接剪切試樣的成型方法，其成型步驟為：

（1）工裝組裝

①在底模和頂模的內(nèi)表面貼一層脫模布；②在底模邊緣涂刷脫模蠟；③將底模和頂模模組裝成試樣模具。

（2）共固化膠接剪切試樣制備

①裁布

量取預(yù)浸布或碳纖維布的厚度，得到所需布的層數(shù)，并按照工裝尺寸進(jìn)行裁剪。

②復(fù)合材料制備

如采用預(yù)浸料制備復(fù)合材料，將預(yù)浸料鋪放于底模上，并給予一定壓力；如果采用碳纖維布制備復(fù)合材料，需要鋪放一層碳布均勻刷一層樹脂膠液。將頂模的翻至型腔在上的位置，同樣的方法進(jìn)行預(yù)浸料或碳纖維布鋪層。

③完成膠接結(jié)構(gòu)

按照GB/T 7124-2008，試樣間有12.5mm的搭接區(qū)。因此在未固化的復(fù)合材料表面刷涂糊狀膠接劑或者鋪覆膜狀膠接劑。

④合模

將底模和頂模慢慢豎起，并按照要求組合到一起，用緊固螺栓進(jìn)行固定。為了保證試樣壓力均勻，工裝四個(gè)螺栓應(yīng)盡可能擰緊。

（3）固化

按照復(fù)合材料制件的固化工藝進(jìn)行高溫固化。

（4）脫模

待試樣隨工裝高溫固化完成后，隨爐降溫至室溫。將緊固螺栓打開，用撬桿或螺絲刀將底模和頂模分離，取下共固化膠接剪切試樣毛坯件。

（5）機(jī)加

按照GB/T 7124-2008，將試樣毛坯件機(jī)加成寬為25mm、長(zhǎng)為187.5mm（粘接面需在中間）的標(biāo)準(zhǔn)試樣。

本發(fā)明提供的共固化膠接剪切試樣制備工裝，可制作與復(fù)合材料共固化的膠接試樣，模板形腔尺寸根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T 7124-2008進(jìn)行設(shè)計(jì)。

本發(fā)明已加工出共固化膠接剪切試樣工裝，并能夠制備共固化膠接剪切試樣。通過多次試驗(yàn)，該工裝使用方便、簡(jiǎn)單。