本實(shí)用新型涉及一種測試樹脂在纖維鋪層厚度方向浸潤性的裝置,特別涉及一種用真空灌注厚尺寸制件工藝中,測試樹脂在纖維鋪層厚度方向浸潤性的裝置,屬真空灌注工藝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
真空灌注工藝具有環(huán)境友好、制造成本低、產(chǎn)品孔隙率低、性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn),適合于制造大型制件,如風(fēng)電葉片和船舶等。樹脂對(duì)纖維的浸潤性好壞直接關(guān)系到最終產(chǎn)品的性能,若能實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)真空灌注工藝過程,觀察樹脂在纖維中的流動(dòng)情況,可以有效地提高灌注的成功率和制品的優(yōu)良性,尤其對(duì)于厚尺寸部件,了解樹脂完全浸透纖維布所需時(shí)間以及浸潤的效果,對(duì)樹脂體系的選擇、優(yōu)化和工藝的控制也很有幫助和意義。盡管目前已有眾多簡易的用于研究樹脂/纖維浸潤性的測試手段,如接觸角測試法、下沉法、靶環(huán)法和樹脂浸潤法等,但這些方法很難真實(shí)反映出纖維織物不同鋪層方式對(duì)樹脂浸潤性的影響,或者存在測試結(jié)果重復(fù)性差、人為干擾因素大等缺陷。因此,研制一種簡易、直觀、且更容易反映樹脂在大型制件生產(chǎn)制造過程中工藝性,提供測試樹脂在纖維鋪層厚度方向浸潤性的裝置是業(yè)內(nèi)廣大科技人員的努力目標(biāo)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的是提供一種測試樹脂在纖維鋪層厚度方向浸潤性的裝置,從而可以更加直觀地了解樹脂對(duì)在特定的纖維鋪層在厚度方向上浸潤性的好壞。
為達(dá)到上述目的,本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
一種測試樹脂在纖維鋪層厚度方向浸潤性的裝置,包括依次前后聯(lián)接管道相通的真空泵、樹脂收集器、測試模具、樹脂管和樹脂盛放器,其特征在于:所述測試模具包括玻璃底板和鐘罩狀透明蓋板,所述玻璃底板內(nèi)側(cè)兩端部分別與樹脂管或真空管固定相接,所述樹脂管另一端置于所述的樹脂盛放器中樹脂液面下方,所述真空管另一端與所述樹脂收集器連接相通;所述玻璃底板內(nèi)側(cè)從上向下依次置有塑料底膜和條形導(dǎo)流網(wǎng),所述塑料底膜正中間置有進(jìn)膠孔洞,所述條形導(dǎo)流網(wǎng)一端與樹脂管端口相接,另一端全面平鋪遮蓋所述進(jìn)膠孔洞,所述鐘罩狀透明蓋板內(nèi)側(cè)所述塑料底膜上方置有多層平鋪纖維布;所述玻璃底板和所述鐘罩狀透明蓋板,兩者面積大小匹配、周邊位置相互吻合平面相接,且其間置有密封膠條密封。
所述的樹脂收集器內(nèi)腔頂部置有真空壓力表,且與所述真空泵管道連接相通。
所述的真空管和樹脂管均為真空導(dǎo)入專用的透明塑料管。
所述的進(jìn)膠孔洞形狀為矩形/或圓形,邊長/或直徑一般為2~10cm。
所述的導(dǎo)流網(wǎng)為真空導(dǎo)入專用的導(dǎo)流網(wǎng);所述的塑料底膜選自聚丙烯膜、聚乙烯膜、聚氯乙烯膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜中的一種。
本實(shí)用新型的積極效果是:結(jié)構(gòu)簡單、方法易行、直觀,可根據(jù)樹脂浸潤至表層平鋪纖維布所需時(shí)間以及之后的流動(dòng)速度等,來了解在制件厚度方向上樹脂的浸潤性情況,從而為工藝的控制和體系的選擇、優(yōu)化等提供指導(dǎo)。
附圖說明
以下根據(jù)說明書附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
圖1:本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2:測試模具剖視結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3:圖2中A向塑料底膜和條形導(dǎo)流網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中:1、真空泵;2、樹脂收集器;3、真空管;4、測試模具;5、樹脂管;6、樹脂盛放器;4.1鐘罩狀透明蓋板;4.2多層平鋪纖維布;4.3塑料底膜;4.4進(jìn)膠孔洞;4.5條形導(dǎo)流網(wǎng);4.6玻璃底板。
具體實(shí)施方式
圖1本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖,圖2為測試模具縱向剖視結(jié)構(gòu)示意圖,圖3為圖2中A向塑料底膜和條形導(dǎo)流網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。由圖可見,一種測試樹脂在纖維鋪層厚度方向浸潤性的裝置,包括依次前后聯(lián)接管道相通的真空泵1、樹脂收集器2、測試模具4、樹脂管5和樹脂盛放器6,其特征在于:所述測試模具4包括玻璃底板4.6和鐘罩狀透明蓋板4.1,所述玻璃底板4.6內(nèi)側(cè)兩端部分別與樹脂管5或真空管3固定相接,所述樹脂管5另一端置于所述的樹脂盛放器6中樹脂液面下方,所述真空管3另一端與所述樹脂收集器2連接相通;所述玻璃底板4.6內(nèi)側(cè)從上向下依次置有塑料底膜4.3和條形導(dǎo)流網(wǎng)4.5,所述塑料底膜4.3正中間置有進(jìn)膠孔洞4.4,所述條形導(dǎo)流網(wǎng)4.5一端與樹脂管5端口相接,另一端全面平鋪遮蓋所述進(jìn)膠孔洞4.4,所述鐘罩狀透明蓋板4.1內(nèi)側(cè)所述塑料底膜4.3上方置有多層平鋪纖維布4.2;所述玻璃底板4.6和所述鐘罩狀透明蓋板4.1,兩者面積大小匹配、周邊位置相互吻合平面相接,且其間置有密封膠條密封。
所述的樹脂收集器2內(nèi)腔頂部置有真空壓力表,且與所述真空泵1管道連接相通。
所述的真空管3和樹脂管5均為真空導(dǎo)入專用的透明塑料管。
所述的進(jìn)膠孔洞4.4形狀為矩形/或圓形,邊長/或直徑一般為2~10cm。
所述的條形導(dǎo)流網(wǎng)4.5為真空導(dǎo)入專用的導(dǎo)流網(wǎng);所述的塑料底膜4.3選自聚丙烯膜、聚乙烯膜、聚氯乙烯膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜中的一種。
本裝置的工作原理為:先將樹脂管5用密封套或夾將其密封,然后利用真空泵1將整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部抽真空,然后在此過程中,樹脂收集器2上連接的真空表數(shù)值穩(wěn)定情況可以反映整個(gè)體系的氣密性,當(dāng)真空度滿足要求且氣密性檢測合格后(如使所述的樹脂收集器2預(yù)置負(fù)壓-0.085MPa),將樹脂管浸入至樹脂盛放器中,同時(shí)將密封套或夾取下,利用真空負(fù)壓的作用,將樹脂吸入密封的測試模具4中,樹脂沿著條形導(dǎo)流網(wǎng)4.5被導(dǎo)入至纖維布下方的進(jìn)膠孔洞4.4,在真空負(fù)壓作用下樹脂沿纖維布逐層浸透至表層,浸透時(shí)間可作為對(duì)樹脂體系工藝性的評(píng)估依據(jù)和要求,之后可在纖維表層追蹤樹脂對(duì)纖維的浸潤軌跡,從而評(píng)估樹脂對(duì)纖維的浸潤性好壞。
本裝置適用于測試各種液態(tài)樹脂/纖維,包括碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維等的浸潤性,纖維布層數(shù)、鋪層方式、進(jìn)膠孔洞大小、測試環(huán)境溫度等均可以根據(jù)制造大型制件,如風(fēng)電葉片、或船舶等實(shí)際要求來進(jìn)行選取。
本裝置的使用方法如下:
1、所述測試模具4使用前先要在所述玻璃底板4.6和鐘罩狀透明蓋板4.1的內(nèi)側(cè)表面預(yù)置脫模劑涂層,按圖1、圖2、和圖3所示結(jié)構(gòu)示意圖搭建測試裝置;
2、抽真空,待真空度達(dá)到-0.085MPa以上后,關(guān)掉真空泵,進(jìn)行保壓,原則上5min內(nèi)真空度降低在2%以內(nèi)算合格,否則就要檢查氣密性;
3、進(jìn)行樹脂灌注,把進(jìn)膠管插入樹脂膠液中并松開夾子開始計(jì)時(shí),至膠液浸透到纖維布表層,記錄此浸透時(shí)間T,可作為對(duì)樹脂工藝性的評(píng)估依據(jù);
4、每隔一定時(shí)間后用記號(hào)筆畫出樹脂流動(dòng)前沿所在位置,具體流動(dòng)形狀與纖維布的編制方式有關(guān),將得到的樹脂在纖維中流動(dòng)的面積s和所用時(shí)間t作圖,得到的s-t曲線的斜率即是測試樹脂對(duì)測試?yán)w維的浸潤速率v,可判斷樹脂/纖維浸潤性的好壞。
本實(shí)用新型可模擬樹脂對(duì)厚尺度制件中纖維的浸潤性過程,將進(jìn)膠孔洞設(shè)置在纖維布底部,因此能用肉眼清楚地觀察到樹脂浸透整個(gè)纖維鋪層的過程以及樹脂在纖維中的流動(dòng)軌跡,從而更直觀、更真實(shí)地反映出實(shí)際生產(chǎn)制造的工藝性。