一種預(yù)浸料面密度和樹脂含量測(cè)試取樣器及工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種預(yù)浸料面密度和樹脂含量測(cè)試取樣器及工藝方法，尤其適用于現(xiàn)場(chǎng)在線監(jiān)控預(yù)浸料面密度和樹脂含量測(cè)試。
【背景技術(shù)】
[0002]碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料由于具有強(qiáng)度高、模量大、抗腐蝕性強(qiáng)、耐疲勞程度高、比重小、耐高溫等優(yōu)于其他纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的特質(zhì)，而被廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外航空航天以及生產(chǎn)生活中的眾多領(lǐng)域。隨著航空航天、風(fēng)能和汽車行業(yè)的發(fā)展，對(duì)耐高溫型碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的需求與日倶增，碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料在高溫下的應(yīng)用成為繼追求輕質(zhì)要求后又一追求目標(biāo)。
[0003]預(yù)浸料被廣泛應(yīng)用于航空航天中，特別是飛機(jī)機(jī)翼等航空構(gòu)件的重要材料。制造預(yù)浸料的方法有很多，根據(jù)浸漬樹脂的狀態(tài)分為干法和濕法。濕法主要是指纖維經(jīng)過(guò)裝有樹脂溶液的膠槽，經(jīng)過(guò)擠膠、烘干、鋪墊隔離紙和壓實(shí)成型。干法又稱膠膜法、兩步法、熱熔法，特別適合制造寬幅預(yù)浸料。將預(yù)浸料的制備過(guò)程分成兩部分，首先要制造一定寬度的均勻平整的樹脂膠膜，然后用所制膠膜在一定溫度、壓力下與一定數(shù)量的纖維進(jìn)行復(fù)合、預(yù)浸，最終制備出符合要求的預(yù)浸料。
[0004]然而目前復(fù)合材料的廣泛使用，新型號(hào)越來(lái)越多，原材料種類繁多，復(fù)合材料構(gòu)件整體化程度越來(lái)越高，結(jié)構(gòu)尺寸大型化復(fù)雜化，產(chǎn)品的制造難度對(duì)業(yè)界提出了更高的要求，因此只有建立原材料面密度和樹脂含量數(shù)據(jù)庫(kù)，才能有效的把握零件生產(chǎn)工藝。目前批生產(chǎn)項(xiàng)目原材料供應(yīng)狀態(tài)不穩(wěn)定(批次穩(wěn)定性差)，預(yù)浸料料卷兩端實(shí)測(cè)含膠值均大于料中部的實(shí)測(cè)值，料卷中部的含膠量和面密度無(wú)任何表征、監(jiān)測(cè)，料卷的標(biāo)注含膠量與實(shí)測(cè)的含膠值不同，存在很大的波動(dòng)，是導(dǎo)致質(zhì)量問(wèn)題的主要原因，而且后果嚴(yán)重；同時(shí)原材料受濕度、溫度、樹脂浸潤(rùn)程度不同而對(duì)預(yù)浸料影響很大，從而影響制件的穩(wěn)定性，最終影響零件的質(zhì)量。因此對(duì)于大型尺寸，厚度大的平、垂尾制件來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)桁和蒙皮的選用的預(yù)浸料的含膠量實(shí)測(cè)值有所區(qū)別，必須在線監(jiān)控，并同時(shí)把握制件含膠量與制件厚度、重量的關(guān)系。
[0005]預(yù)浸帶表面狀態(tài)連續(xù)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，主要有(I)分叉現(xiàn)象，在鋪疊過(guò)程中發(fā)現(xiàn)某爐批號(hào)預(yù)浸帶出現(xiàn)劈叉現(xiàn)象，其中某卷在中部表面出現(xiàn)大量異?，F(xiàn)象，出現(xiàn)干燥，脆硬等現(xiàn)象，類似于馬尾現(xiàn)象，該料特別硬、脆、易分叉，潛在鋪疊風(fēng)險(xiǎn)性大。(2)干燥現(xiàn)象，某料卷發(fā)現(xiàn)料表面有大量類似蜂窩的麻點(diǎn)，大小不一，樹脂浸潤(rùn)差。(3)某料卷標(biāo)記的含膠量與外包裝箱標(biāo)記的含膠量不一致。(4)纖維預(yù)制體排布不均勻，目測(cè)預(yù)浸帶在離型紙表面分叉，分布不均勻。而碳纖維密度的穩(wěn)定性會(huì)對(duì)后續(xù)一系列復(fù)合材料的性能產(chǎn)生影響，因此面密度的穩(wěn)定性控制尤為重要。而現(xiàn)有的取樣方法為手工取樣，具體為在料卷不同位置進(jìn)行裁剪，如在料卷上手工剪裁300mm長(zhǎng)的預(yù)浸料(毛料)，但手工剪裁經(jīng)常有差池，每次剪裁的材料可能大于300mm長(zhǎng)，預(yù)浸帶價(jià)格昂貴，每平均在千元以上，平均一卷預(yù)浸料在萬(wàn)元以上，因此每次手工取樣耗費(fèi)大量預(yù)浸料，造成成本的浪費(fèi)。手工取樣的剪裁工具為鋼板尺和壁紙刀，利用鋼板尺和記號(hào)筆將預(yù)浸料在一側(cè)齊邊，并以此為基準(zhǔn)面，通過(guò)鋼板尺測(cè)量10mm的長(zhǎng)條形預(yù)浸料，以寬度一側(cè)為起始點(diǎn)，利用鋼板尺和記號(hào)筆，測(cè)量三個(gè)點(diǎn)，再由三點(diǎn)確定一條直線，沿此直線進(jìn)行剪裁得到100*100的樣塊。困難、麻煩、費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不能及時(shí)方便、有效在線監(jiān)控預(yù)浸料面密度和樹脂含量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的是提供一種預(yù)浸料面密度和樹脂含量測(cè)試取樣器及工藝方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中取樣困難，麻煩、浪費(fèi)原材料(進(jìn)口原材料價(jià)格昂貴)、費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不能及時(shí)方便、有效在線監(jiān)控預(yù)浸料面密度和樹脂含量的問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)反復(fù)使用，實(shí)現(xiàn)快捷、便利地對(duì)料卷多處進(jìn)行取樣，以達(dá)到有效監(jiān)控預(yù)浸料的狀態(tài)。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0008]—種預(yù)浸料面密度和樹脂含量測(cè)試取樣器，具有手柄，手柄的端部可拆卸式固定連接取樣框，取樣框上設(shè)置取樣刀片，所述取樣框與取樣刀片可拆卸式連接，所述取樣刀片為與取樣框相匹配的框狀結(jié)構(gòu)。
[0009]所述的一種預(yù)浸料面密度和樹脂含量測(cè)試取樣器，所述取樣刀片為一體式框狀結(jié)構(gòu)，所述取樣刀片的尺寸為100*100mm。
[0010]所述的一種預(yù)浸料面密度和樹脂含量測(cè)試取樣器，所述手柄為鋁制手柄或塑料制手柄。
[0011]所述的一種預(yù)浸料面密度和樹脂含量測(cè)試取樣器，所述取樣框?yàn)殇撝迫涌?，所述取樣刀片為鋼制取樣刀片?br>[0012]所述的一種預(yù)浸料面密度和樹脂含量測(cè)試取樣器，所述取樣器用于對(duì)預(yù)浸料切割取樣。
[0013]—種預(yù)浸料面密度和樹脂含量測(cè)試工藝方法，以預(yù)浸料的料長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，分別在O、L1、L2、L3......Ln n Ln,處進(jìn)行取樣，20m ^ Ln-Ln ^ 30m。
[0014]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0015]本發(fā)明一種預(yù)浸料面密度和樹脂含量測(cè)試取樣器，可以方便的對(duì)料卷的不同位置區(qū)域進(jìn)行取樣、下料，不僅具有取樣方便簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，而且減少了每次靠鋼板尺以及刀片手工下料的時(shí)間，可以反復(fù)多次使用，既節(jié)約了剪裁下料時(shí)間，同時(shí)提高了在線監(jiān)控的效率，保證了零件的內(nèi)部和外部的質(zhì)量。
[0016]本發(fā)明取樣器有效的改善不能及時(shí)有效在線監(jiān)控不同牌號(hào)、不同批號(hào)、以及不同卷號(hào)預(yù)浸料的面密度和樹脂含量，同時(shí)對(duì)原材料批次穩(wěn)定性差，而且性能波動(dòng)較大，進(jìn)行嚴(yán)格把控，對(duì)易導(dǎo)致產(chǎn)品超差或報(bào)廢的原材料進(jìn)行預(yù)判，及時(shí)調(diào)整原材料的使用方案和工藝方案，比如優(yōu)選取含量在33.5%以上的用于壁板上的長(zhǎng)桁鋪疊，而對(duì)于32%以下用于壁板蒙皮的制造。
[0017]對(duì)于大型尺寸平、垂尾零件來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)桁與蒙皮選用的預(yù)浸料含膠量不同，因此在線監(jiān)控預(yù)浸料的含膠