本實(shí)用新型涉及實(shí)驗(yàn)室用復(fù)合材料試樣力學(xué)性能測(cè)試領(lǐng)域，尤其涉及一種采用真空灌注工藝制備表面光滑厚度均勻的測(cè)試用復(fù)合板材試樣的制備裝置。

背景技術(shù)：

復(fù)合材料既是材料，又是結(jié)構(gòu)，最終是制品，各要素之間的合理匹配是決定復(fù)合材料制品性能優(yōu)劣的關(guān)鍵。由于復(fù)合材料本身就是結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行復(fù)合材料設(shè)計(jì)時(shí)，不能簡(jiǎn)單的選擇材料，而是要同時(shí)設(shè)計(jì)材料，因此，認(rèn)識(shí)材料就不僅是了解材料的性能參數(shù)，而且要掌握復(fù)合材料的性能機(jī)理。復(fù)合材料的性能試驗(yàn)變得更加重要，而制樣的好壞在一定程度上影響著復(fù)合材料的性能測(cè)試結(jié)果。真空灌注工藝與傳統(tǒng)的制造工藝相比，制品中的氣泡少，體系中不留多余的樹(shù)脂，并且由于真空產(chǎn)生的壓力是一致的，因此樹(shù)脂對(duì)纖維的浸潤(rùn)速度趨于一致。正是因?yàn)檫@些優(yōu)勢(shì)，目前大部分采用真空灌注工藝進(jìn)行復(fù)合材料制品的生產(chǎn)。

采用真空灌注工藝制備復(fù)合材料測(cè)試試樣，主要包括真空袋、隔離膜、脫模布、導(dǎo)流網(wǎng)等輔助材料。這種普遍的制樣方法，一方面導(dǎo)流網(wǎng)及脫模布的使用會(huì)使制得的玻璃鋼板表面留有凹凸不平的網(wǎng)狀痕跡，從而導(dǎo)致不準(zhǔn)確的厚度測(cè)量，影響測(cè)試結(jié)果。另一方面，在纖維含量一定的情況下，不同的試樣厚度得到的應(yīng)力及模量也不同，因此試樣的厚度控制顯得尤其重要，而傳統(tǒng)的制樣方法卻無(wú)法精確的對(duì)厚度進(jìn)行調(diào)控。近幾年來(lái)，許多科研工作者對(duì)板材厚度控制進(jìn)行了大量的工作，大部分工作者舍棄導(dǎo)流網(wǎng)的導(dǎo)流作用， 采用帶孔平壓板來(lái)保證制品的表面光滑性，采用墊片等材料來(lái)控制制品的厚度，但是實(shí)用新型裝置卻忽略了灌注過(guò)程中樹(shù)脂流動(dòng)速度及流速各處差異性對(duì)板材厚度均勻性的影響?，F(xiàn)有技術(shù)中也有在模具上面放置墊片控制玻璃板的厚度，在玻纖布上鋪放類似隔離膜的不銹鋼多孔平板來(lái)控制玻璃板表面的平整度，此方法采用不銹鋼多孔平板孔注入樹(shù)脂的方式很易造成樹(shù)脂在孔處的過(guò)多堆積，以及孔處玻纖平整性在抽氣過(guò)程中易受影響，厚度均勻性不佳?，F(xiàn)有技術(shù)中也有在上模板和下模板之間通過(guò)定力夾具搭扣連接，澆注區(qū)外用一定厚度的墊片控制板材的厚度，此裝置中采用的點(diǎn)式注膠，點(diǎn)式抽氣的方式由于沒(méi)有導(dǎo)流網(wǎng)的導(dǎo)流作用，樹(shù)脂灌注速度慢，并且由于樹(shù)脂隨著灌注時(shí)間的延長(zhǎng)粘度增大，灌注速度更慢，這很容易造成注膠口附件玻璃板厚度高于抽氣口周邊，從而造成制備的玻璃鋼板厚度均勻性差。

因此，進(jìn)一步優(yōu)化光滑壓板，改進(jìn)樹(shù)脂灌注工藝，尋求一種表面光滑并且厚度均一的測(cè)試用復(fù)合板材的制備方法具有重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本實(shí)用新型旨在提供一種采用真空灌注工藝制備表面光滑并且厚度均一的復(fù)合板材試樣的制備裝置。

本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的所采用的技術(shù)方案如下：

一種測(cè)試用復(fù)合板材試樣的制備裝置，包括玻璃試驗(yàn)平臺(tái)、多孔壓板、布氏漏斗、抽氣管、真空泵、透氣氈、螺旋管、注膠管和樹(shù)脂桶，其特征在于，玻璃試驗(yàn)平臺(tái)的上表面在使用時(shí)均勻涂抹有脫模劑層，脫模劑層上鋪設(shè)制備若干層增強(qiáng)材料，在增強(qiáng)材料的邊沿均布有若干個(gè)等厚度的墊片，增強(qiáng)材料正上方設(shè)置多孔壓板，且多孔壓板由所述若干個(gè)等厚度的墊片支撐，多孔壓板上的各通孔沿其中心線分布，每一通孔處設(shè)置一布氏漏斗，布氏漏斗底部的平面孔板部與增強(qiáng)材料接觸，布氏漏斗頂部的圓管部與抽氣管連接， 抽氣管與真空泵連接，增強(qiáng)材料的兩個(gè)對(duì)邊鋪設(shè)透氣氈，另兩個(gè)對(duì)邊鋪設(shè)螺旋管，螺旋管的中間接注膠管，注膠管的另一端與樹(shù)脂桶用連接；玻璃試驗(yàn)平臺(tái)的正上方鋪設(shè)一真空袋，將增強(qiáng)材料、透氣氈、螺旋管、抽氣管和多孔壓板覆蓋。

優(yōu)選地，每一布氏漏斗底部的平面孔板部與增強(qiáng)材料之間設(shè)置VAP膜。

優(yōu)選地，螺旋管的中間接出注膠管，注膠管的另一端用密封膠條密封，注膠管上安裝樹(shù)脂流量調(diào)節(jié)器。

優(yōu)選地，所述樹(shù)脂桶用以盛放脫泡后的樹(shù)脂，使用時(shí)樹(shù)脂桶放置在稱重天平上。

優(yōu)選地，真空袋的邊緣用密封膠條密封并固定在玻璃試驗(yàn)平臺(tái)上。

優(yōu)選地，增強(qiáng)材料為碳纖維布、玻璃纖維布中的任意一種或幾種。

進(jìn)一步地，增強(qiáng)材料為0度紗線時(shí)，注膠區(qū)為平行0度紗線的位置。

優(yōu)選地，多孔壓板為金屬板、鋼化玻璃板的任意一種或幾種。

進(jìn)一步地，所述多孔壓板的孔區(qū)域設(shè)置在多孔板的中心線處，個(gè)數(shù)為2-100個(gè)。

優(yōu)選地，布氏漏斗的口徑略小于多孔壓板的孔徑，兩者用強(qiáng)力雙面膠帶粘結(jié)成一整體。

優(yōu)選地，樹(shù)脂為環(huán)氧樹(shù)脂、乙烯基樹(shù)脂、不飽和樹(shù)脂的任意一種或幾種。

優(yōu)選地，多孔壓板及玻璃試驗(yàn)平臺(tái)的表面均是光滑的。

優(yōu)選地，各墊片厚度為0.1-200mm。

優(yōu)選地，多孔壓板在使用前用脫模劑對(duì)其表面及孔周圍進(jìn)行處理。

本實(shí)用新型制備的復(fù)合材料測(cè)試試樣表面平整光滑，避免了導(dǎo)流網(wǎng)及脫模布造成的凹凸不平的情況；兩邊灌注中間多孔抽氣的方式保證了樹(shù)脂在增強(qiáng)材料各處同步流動(dòng)，短時(shí)間浸潤(rùn)；VAP膜的利用避免了樹(shù)脂進(jìn)入到抽氣管 中，有利于其朝著未浸潤(rùn)區(qū)的流動(dòng)；升級(jí)版布氏漏斗的使用避免了由于高壓造成的孔區(qū)增強(qiáng)材料的不平整性，增強(qiáng)抽氣效果；樹(shù)脂流量調(diào)節(jié)器的使用可以根據(jù)樹(shù)脂的浸潤(rùn)情況隨時(shí)改變其灌注速度，防止樹(shù)脂在某處的堆積。從而制備了厚度均一且表面光滑平整的優(yōu)質(zhì)測(cè)試試樣板。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的復(fù)合板材試樣的制備裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的復(fù)合板材試樣的制備裝置的剖面圖；

圖3為本實(shí)用新型中使用的布氏漏斗的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，以下所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不因此而限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

需要說(shuō)明的是，附圖中未繪示或描述的實(shí)現(xiàn)方式，為所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員所知的形式。此外，以下實(shí)施例中提到的方向用語(yǔ)，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“頂”、“底”等，僅是參考附圖的方向，以便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

如圖1、2所示，本實(shí)用新型的復(fù)合板材試樣的制備裝置，包括玻璃試驗(yàn)平臺(tái)4、多孔壓板6、布氏漏斗15、抽氣管8、真空泵9、透氣氈3、螺旋管7、注膠管1和樹(shù)脂桶11，其中，玻璃試驗(yàn)平臺(tái)4的上表面在使用時(shí)均勻涂抹有脫模劑層，脫模劑層上鋪設(shè)制備復(fù)合材料試樣所需的增強(qiáng)材料10，在增強(qiáng)材料10的邊沿均布有若干個(gè)等厚度的墊片2，增強(qiáng)材料10正上方設(shè)置多孔壓板6，所述多孔壓板6由墊片2支撐，多孔壓板6上的各通孔沿其中心 線分布，多孔壓板6的每一通孔處設(shè)置一布氏漏斗15(如圖3所示)，布氏漏斗15底部的平面孔板部151與增強(qiáng)材料10的上表面接觸，布氏漏斗15頂部的圓管部152與抽氣管8連接，抽氣管8與真空泵9連接，增強(qiáng)材料10的兩個(gè)對(duì)邊鋪設(shè)透氣氈3，另兩個(gè)對(duì)邊鋪設(shè)螺旋管7，螺旋管7的中間接出注膠管1，注膠管1的另一端用密封膠條密封，注膠管1上安裝樹(shù)脂流量調(diào)節(jié)器12；鋪設(shè)真空膜5并將增強(qiáng)材料10、透氣氈3、螺旋管7、抽氣管8、多孔壓板6等覆蓋，真空膜5邊緣用密封膠條13密封并固定在玻璃試驗(yàn)平臺(tái)4上。

利用本實(shí)用新型的復(fù)合板材試樣的制備裝置，制備表面光滑且厚度均一的測(cè)試用復(fù)合板材試樣時(shí)，按照如下制備工藝步驟進(jìn)行：

首先在玻璃試驗(yàn)平臺(tái)4上均勻的涂抹一層脫模劑；

脫模劑晾干后鋪設(shè)4層面密度為1200g/m²的單軸向玻纖布，即鋪設(shè)4層增強(qiáng)材料10；

在增強(qiáng)材料10的四個(gè)角放置3.4mm厚的墊片2；

將多孔壓板6壓在增強(qiáng)材料10上，并且保證墊片2可接觸多孔壓板6；

在多孔壓板6的孔區(qū)依次放置VAP膜14、布氏漏斗15、抽氣管8，其中VAP膜14置于多孔壓板6的下方，布氏漏斗15填充孔區(qū)域并密封，抽氣管8連接布氏漏斗15；

在垂直玻纖布0度紗線的兩個(gè)對(duì)邊鋪設(shè)透氣氈3，另兩個(gè)對(duì)邊鋪設(shè)螺旋管7，螺旋管7的中間接出注膠管1，注膠管1的另一端用密封膠條密封，注膠管1上安裝樹(shù)脂流量調(diào)節(jié)器12；

鋪設(shè)真空膜5并將玻纖布、透氣氈3、螺旋管7、抽氣管8、多孔壓板6等覆蓋，真空膜5邊緣用密封膠條13密封并固定在玻璃試驗(yàn)平臺(tái)4上；

一端與布氏漏斗15連接的抽氣管8與真空泵9連接；

將脫泡后的已知重量的環(huán)氧樹(shù)脂放入到樹(shù)脂桶11中，樹(shù)脂桶11放置在 天平上；

啟動(dòng)真空泵9，真空壓力達(dá)到-99KPa，觀察真空表的數(shù)值是否穩(wěn)定，穩(wěn)定一段時(shí)間后將注膠管1插入到樹(shù)脂桶11中；

樹(shù)脂膠液在負(fù)壓的作用下通過(guò)注膠管1進(jìn)入到螺旋管7，透過(guò)螺旋管7流入增強(qiáng)材料中；

根據(jù)樹(shù)脂浸潤(rùn)情況隨之調(diào)節(jié)樹(shù)脂的灌注速度，當(dāng)灌注的樹(shù)脂達(dá)到500g時(shí)(考慮部分損耗)，樹(shù)脂流量調(diào)至0，禁止繼續(xù)進(jìn)膠；

灌注的樹(shù)脂在負(fù)壓的作用下繼續(xù)流動(dòng)，直至增強(qiáng)材料全部吸透，通過(guò)在孔區(qū)域鋪設(shè)VAP膜14，防止樹(shù)脂被抽到抽氣管8中，有助于其向著未浸透區(qū)域流動(dòng)；

灌注結(jié)束后，加熱玻璃試驗(yàn)平臺(tái)4 50℃1h，80℃5h至樹(shù)脂完全固化。

從而制備出厚度為3.4mm，纖維體積分?jǐn)?shù)約為54.7％，表面平整厚度均勻性好的玻璃纖維復(fù)合材料測(cè)試試樣板。

此外，需要說(shuō)明的是，本說(shuō)明書中所描述的具體實(shí)施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同。凡依本實(shí)用新型專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效或簡(jiǎn)單變化，均包括于本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍內(nèi)。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。