CN102729487A - 一种frp板生产设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种FRP板生产设备，包括成型模具，成型模具包括下底板，还包括与底板相适配的刚性的上盖板和用于控制FRP板成型厚度的垫块，垫块设置于上盖板与下底板之间。下底板与上盖板用于限制FRP板的形状，垫块设置于下底板和上盖板之间，用于控制两个板子之间的厚度。使用刚性的上盖板使得FRP板两面均与刚性模具接触，与模具接触的部分形成平整光滑的表面。本发明采用刚性的上盖板在FRP板成型过程中，对FRP板表面的成形性具有提高其平整性的作用。并且，使用垫块对FRP板的厚度进行精确控制，实现了解决FRP薄板在使用VIMP工艺制造时其厚度无法精确控制问题的目的。

Description

一种FRP板生产设备

技术领域

本发明涉及FRP板技术领域，更具体地说，特别涉及一种FRP板生产设备。

背景技术

FRP(Fiber Reinforced Plastics)是纤维增强复合塑料（纤维增强复合材料）的简称，纤维增强复合材料具有较高的比强度和较高的比模量，因此广泛应用在航天、航空、风电叶片等各领域。复合材料（其中包括纤维增强复合塑料）主要的成型工艺为：真空灌注工艺。真空灌注工艺以其成型快速、污染低和适用于制备大型部件等优点，于近几年被广泛研究和应用。

现有技术中，使用VIMP（Vacuum Infiltration Molding Process，真空灌注工艺）工艺制备FRP薄板试样过程中，在单面刚性模具上以柔性真空袋膜包覆、密封纤维增强材料，利用真空负压排除模腔中的气体，并通过真空负压驱动树脂流动而实现树脂对纤维及其织物的浸润。因为使用柔性袋膜进行密封，无法精确控制最终FRP制品厚度，且与柔性袋膜接触的制品上表面不平整，呈现出纤维布的编织纹路或是与其接触的导流辅材的纹路，这对于需要获得精确厚度尺寸的薄板试样影响非常大。不平整的材料表面将导致测试厚度无法准确表征材料实际厚度，最终影响复合材料工程弹性常数的准确测试。

FRP薄板厚度无法精确控制的原因在于：VIMP工艺需要使用导流网等导流辅材来保证浸润效果，FRP试样直接与辅材接触的一面会形成薄薄一层富胶层，而导流辅材的厚度和面密度、真空体系实际所形成的负压大小等参数的变化会导致富胶层厚度发生变化，这就导致FRP薄板厚度不可控。

综上所述，如何解决FRP薄板在制造时其厚度无法精确控制的问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题为提供一种FRP板生产设备，该FRP板生产设备能够实现解决FRP薄板在使用VIMP工艺制造时其厚度无法精确控制问题的目的。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种FRP板生产设备，包括成型模具，所述成型模具包括下底板，还包括：

与所述下底板相适配的刚性的上盖板；

用于控制FRP板成型厚度的垫块，所述垫块设置于所述上盖板与所述下底板之间。

优选地，所述上盖板与所述下底板之间还设置有环形密封件。

优选地，所述环形密封件为橡胶软管。

优选地，所述上盖板上开设有抽气口和注胶口，所述抽气口与所述注胶口的开口位置均位于所述环形密封件的环形圈内。

优选地，所述抽气口处设置有第一宝塔接头，所述注胶口处设置有第二宝塔接头。

优选地，本发明还包括真空泵，所述第一宝塔接头上安装有第一塑料软管，所述第一宝塔接头通过所述第一塑料软管与所述真空泵相连通。

优选地，本发明还包括树脂收集器，所述第一宝塔接头通过所述树脂收集器与所述真空泵连通。

优选地，所述第二宝塔接头上安装有用于胶液流通的第二塑料软管，所述第二塑料软管与盛装有所述胶液的装置相连接。

优选地，所述第一宝塔接头具有第一螺纹连接部，所述第二宝塔接头具有第二螺纹连接部，所述第一螺纹连接部与所述第二螺纹连接部上均缠绕有用于密封的密封胶带。

优选地，所述上盖板上开设有第一螺栓通孔，所述下底板上开设有与所述第一螺栓通孔相配合的第二螺栓通孔，所述上盖板与所述下底板通过螺栓组件连接，所述螺栓组件的螺栓穿过所述第一螺栓通孔与所述第二螺栓通孔。

本发明提供了一种FRP板生产设备，用于对FRP板进行生产制造，包括成型模具，成型模具包括下底板，还包括与底板相适配的刚性的上盖板和用于控制FRP板成型厚度的垫块，垫块设置于上盖板与下底板之间。

本发明设置有下底板和上盖板，下底板与上盖板用于限制FRP板的形状，垫块设置于下底板和上盖板之间，用于控制两个板子（下底板与上盖板）之间的厚度。使用刚性的上盖板替代现有技术中的柔性袋膜，如此设置，使得FRP板两面均与刚性模具（下底板与上盖板）接触，与模具接触的部分形成平整光滑的表面。同时，根据目标FRP板厚度，通过将固定厚度的垫块放置于上下两个刚性底板间来控制FRP板的厚度。本发明在上述结构设计中，通过采用刚性的上盖板在FRP板成型过程中，对FRP板表面的成形性具有提高其平整性的作用。并且，使用垫块对FRP板的厚度进行精确控制，实现了解决FRP薄板在制造时其厚度无法精确控制问题的目的。

附图说明

图1为本发明一种实施例中FRP板生产设备的局部结构示意图；

图2为本发明一种实施例中上盖板的结构示意图；

图1和图2中部件名称与附图标记的对应关系为：

下底板1；上盖板2；第一螺栓通孔21；垫块3；第一宝塔接头4；第一塑料软管5。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种FRP板生产设备，该FRP板生产设备通过在上盖板与下底板之间设置垫块的结构设计，实现了解决FRP薄板在使用VIMP工艺制造时其厚度无法精确控制问题的目的。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明一种实施例中FRP板生产设备的局部结构示意图。

本发明提供了一种FRP板生产设备，用于对FRP板进行生产制造。FRP(Fiber Reinforced Plastics)是纤维增强塑料（纤维增强复合材料）的简称。在本发明中，FRP板生产设备，包括成型模具，成型模具包括下底板1，下底板1用于装载FRP板的制造原料，以便进行后续的加工操作。为了对FRP板的厚度进行精确的控制，本发明在设置有下底板1的结构基础上，还提供了下底板1相适配的刚性的上盖板2和用于控制FRP板成型厚度的垫块3，垫块3设置于上盖板2与下底板1之间。

本发明设置有下底板1和上盖板2，下底板1与上盖板2用于限制FRP板的厚度，垫块3设置于下底板1和上盖板2之间，用于控制两个板子（下底板1与上盖板2）之间的厚度。使用刚性的上盖板2替代现有技术中的柔性袋膜，如此设置，使得FRP板两面均与刚性模具（下底板1与上盖板2）接触，制造FRP板的原料之一的纤维布上每束纱线间形成的空间在没有柔性袋膜紧贴的情况下，将会形成空隙并最终由胶液（制造FRP板的液态原料）填充，胶液固化后，与模具接触的部分形成平整光滑的表面。同时，根据目标FRP板厚度，通过将固定厚度的垫块3放置于上下两个刚性底板间来控制FRP板的厚度。在此需要说明的是，垫块3可以采用金属垫块3，也可以其它的具有耐高温、具有刚性的材料制成的垫块3，例如陶瓷制垫块3等。

本发明在上述结构设计中，通过采用刚性的上盖板2在FRP板成型过程中，对FRP板表面的成形性具有提高其平整性的作用。并且，使用垫块3对FRP板的厚度进行精确控制，实现了解决FRP薄板在使用VIMP工艺制造时其厚度无法精确控制问题的目的。

为了在FRP板制造过程中，能够形成真空负压的密封空间，在本实施例中还提供了环形密封件，环形密封件设置于上盖板2与下底板1之间。

上述结构可以理解为：上盖板2、下底板1以及环形密封件之间在工作状态下形成用于盛装胶液的密封腔室，该密封腔室为薄板形状，胶液注入至该密封腔室后，固化形成FRP板。

具体地，环形密封件为橡胶软管。橡胶软管的两端对接，并使用胶带将橡胶软管的两端固定连接，如此设置，保证了橡胶软管在被上盖板2与下底板1压缩时，能够与上盖板2与下底板1之间的紧密接触，提供其密封效果。

环形密封件除了使用上述的橡胶软管材料时，还能够使用橡胶制环形成型件，如此同样能够起到胶液注塑过程中，上盖板2与下底板1之间的周向密封。

请参考图2，图2为本发明一种实施例中上盖板2的结构示意图。

具体地，上盖板2上开设有抽气口和注胶口，抽气口与注胶口的开口位置均位于环形密封件的环形圈内。本领域技术人员可知，FRP板在采用VIMP工艺制造时，是将液态状原料通过真空负压注入至模具中，使其固化成型。在本发明中，上盖板2上开设有注胶口，其目的在于使得胶液从注胶口能够进入到上盖板2与下底板1之间。上盖板2上还开设有抽气口，其目的在于将上盖板2、下底板1与环形密封件之间形成的密封腔室中的空气抽掉，使得密封腔室中为负压状态，通过负压驱动胶液流动，实现胶液对纤维及其织物的浸润。抽气口与注胶口的开口位置均位于环形密封件的环形圈内，该结构设计能够保证抽气口和注胶口均能够与密封腔室相连通，从而使其正常工作。

具体地，在本发明的一种实施例中，抽气口处设置有第一宝塔接头4，注胶口处设置有第二宝塔接头。宝塔接头是一种用于液压油路、气压管路实现快速连接的接头，主要适用于以油、水、空气为介质的场合，其装卸方便，连接性能可靠。

基于上述实施例，本发明还提供了真空泵，第一宝塔接头4上安装有第一塑料软管5，第一宝塔接头4通过第一塑料软管5与真空泵相连通，本发明采用真空泵实现密封腔室的真空抽气。真空泵是一种能使气体不断的吸入和排出，借以达到抽气目的的装置。使用真空泵实现密封腔室真空的目的仅为本发明的一个具体实施方式，当然，还可以采用其他方法实现上盖板2、下底板1与环形密封件之间的真空作业，例如使用抽气泵。

由上述可知，设置真空泵的目的在于将密封腔室中的气体抽调，使其形成真空负压状态。真空负压对胶液提供动力，使胶液能够流动并浸润密封腔室中的纤维及其织物。为了避免胶液在注塑过程中被真空泵直接从注胶口吸至抽气口而堵塞真空泵，在本实施例中还提供了用于对胶液进行收集的树脂收集器。第一宝塔接头4通过树脂收集器与真空泵连通，一旦发生胶液直接被真空泵吸入至抽气孔的情况，胶液也会进入到树脂收集器中，从而避免了胶液对真空泵堵塞的情况发生。

同样其它方法，例如使用过滤器，过滤器设置于第一宝塔接头4与真空泵之间，也能够实现避免真空泵堵塞的情况发生。

具体地，第二宝塔接头上安装有用于胶液流通的第二塑料软管，第二塑料软管与盛装有胶液的装置相连接。

为了提高宝塔接头与上盖板2之间连接的密封效果，在本实施例中，本发明对宝塔接头提出了如下结构优化：第一宝塔接头4具有第一螺纹连接部，第二宝塔接头具有第二螺纹连接部，第一螺纹连接部与第二螺纹连接部上均缠绕有用于密封的密封胶带。除了上述设置密封胶带的方法提高宝塔接头的密封性外，还可以在宝塔接头上设置密封垫，同样能够提高宝塔接头的密封性。

具体地，上盖板2上开设有第一螺栓通孔21，下底板1上开设有与第一螺栓通孔21相配合的第二螺栓通孔，上盖板2与下底板1通过螺栓组件连接，螺栓组件的螺栓穿过第一螺栓通孔21与第二螺栓通孔。

使用螺栓实现上盖板2与下底板1之间的连接，不仅能够保证上盖板2与下底板1之间连接的可靠性，还能够提高上盖板2与下底板1之间拆装的简便性。

在本发明的另一个实施例中，上盖板2与下底板1之间还可以采用机械式卡扣连接，同样能够达到类似于螺栓连接的效果。

以上对本发明所提供的一种FRP板生产设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种FRP板生产设备，包括成型模具，所述成型模具包括下底板（1），其特征在于，还包括：

与所述下底板（1）相适配的刚性的上盖板（2）；

用于控制FRP板成型厚度的垫块（3），所述垫块（3）设置于所述上盖板（2）与所述下底板（1）之间。

2.根据权利要求1所述的FRP板生产设备，其特征在于，所述上盖板（2）与所述下底板（1）之间还设置有环形密封件。

3.根据权利要求2所述的FRP板生产设备，其特征在于，述环形密封件为橡胶软管。

4.根据权利要求2所述的FRP板生产设备，其特征在于，所述上盖板（2）上开设有抽气口和注胶口，所述抽气口与所述注胶口的开口位置均位于所述环形密封件的环形圈内。

5.根据权利要求4所述的FRP板生产设备，其特征在于，所述抽气口处设置有第一宝塔接头（4），所述注胶口处设置有第二宝塔接头。

6.根据权利要求5所述的FRP板生产设备，其特征在于，还包括真空泵，所述第一宝塔接头（4）上安装有第一塑料软管（5），所述第一宝塔接头（4）通过所述第一塑料软管（5）与所述真空泵相连通。

7.根据权利要求6所述的FRP板生产设备，其特征在于，还包括树脂收集器，所述第一宝塔接头（4）通过所述树脂收集器与所述真空泵连通。

8.根据权利要求5所述的FRP板生产设备，其特征在于，所述第二宝塔接头上安装有用于胶液流通的第二塑料软管，所述第二塑料软管与盛装有所述胶液的装置相连接。

9.根据权利要求5至8任一项所述的FRP板生产设备，其特征在于，所述第一宝塔接头（4）具有第一螺纹连接部，所述第二宝塔接头具有第二螺纹连接部，所述第一螺纹连接部与所述第二螺纹连接部上均缠绕有用于密封的密封胶带。

10.根据权利要求9所述的FRP板生产设备，其特征在于，所述上盖板（2）上开设有第一螺栓通孔（21），所述下底板（1）上开设有与所述第一螺栓通孔（21）相配合的第二螺栓通孔，所述上盖板（2）与所述下底板（1）通过螺栓组件连接，所述螺栓组件的螺栓穿过所述第一螺栓通孔（21）与所述第二螺栓通孔。

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