CN114720214A - 一种批量碳纤维复合棒粘贴加强片的设备及方法 - Google Patents

Abstract

一种批量碳纤维复合棒粘贴加强片的设备及方法，设备包括专用隔离袋、专用挤出盒、一体化操作台、平铺板、点胶板和固定支架。本发明适用于制碳纤维复丝强伸性能试样环节中树脂复合碳纤维复丝后(简称碳棒试样)、其碳棒试样两端粘贴加强片的工作，尤其适用于粘稠度高、不易手工涂胶的胶液。起到快速、便利涂胶液于加强片上，实现涂胶位置、涂胶量的可控，实现批量涂胶于加强片上，提高制碳纤维复丝强伸性能测试试样环节中粘贴加强片的工作效率。

Description

一种批量碳纤维复合棒粘贴加强片的设备及方法

技术领域

本发明发明涉及碳纤维复丝强伸性能测试领域，具体提供一种批量碳纤维复合棒粘贴加强片的设备及方法。

背景技术

低成本大丝束碳纤维的生产和应用是发展低成本复合材料技术研究的关键，国内对于大丝束碳纤维生产技术的研发起步晚，与国际先进的大丝束碳纤维生产企业差距大。近几年，上海石化、吉林石化和蓝星碳纤维等碳纤维生产企业开展了对大丝束碳纤维生产技术的攻关，并取得了一定的成效。

根据当前的测试方法标准ASTM D4018《碳和石墨连续纤维丝束性能标准试验方法》、GB/T3362《碳纤维复丝拉伸性能测试方法规定》、GB/T 26752《聚丙烯腈基碳纤维》规定，测试碳纤维复丝力学性能是一个先制样后测试的过程。随着国内成功研制出48K碳纤维束丝，逐步进入规模生产规划，碳纤维质量检测工作也相应增加。如何使大K数碳纤维测试工作，更适用与工业化批量测试分析，是需要考虑问题。故，设计操作简便、可行的成套设备，辅助测试所必须的制样工作，具有十分必要的意义。

图1是现有技术中手工点胶示意图，如图所示，一根碳棒试样的两段上下需粘住加强片(宽50mm)。为了控制好胶液固化后的长度，在加强片上涂胶再粘碳纤维的两段，能控制好涂胶效果。因大K数碳纤维的拉伸断裂力大，能用于24K碳纤维复丝拉伸试样测试的胶液，不能满足48K碳纤维复丝的试样拉伸试验，基本出现拔出现象，即试样从加固好的加强片中拔出，测试试验不成功。因此，需要大界面结合力的胶液，目前能满足这一条件的胶，其粘度很大，很难搅拌，且不易涂胶，更不用说是刮片涂胶。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种批量碳纤维复合棒粘贴加强片的方法、用具和设备。使批量制碳纤维复丝强伸性能测试试样过程中重复操作，设计成可行的快捷、高效操作过程。解决批量制大K数碳纤维复丝强伸性能测试试样的工作效率问题；解决手工难以操作高粘度点胶液的问题；解决手工点胶时长、点胶液自身固化带来的放热促进未涂胶液固化的问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一种批量碳纤维复合棒粘贴加强片的设备，其特点在于，包括专用隔离袋、专用挤出盒、一体化操作台、平铺板、点胶板、固定支架；

所述的专用隔离袋的上方设有上开口，供胶液装入专用隔离袋内，且该上开口具有向外延伸部，向外延伸部可以向下盖住装入的胶液，起到隔离胶液作用；所述的专用隔离袋下方设有一组向下且间距相等的开孔，使胶液通过每个开孔流出专用隔离袋；

所述的专用挤出盒是一个具有压胶盖的长方体盒，所述的长方体盒用于放置装有胶液的专用隔离袋，该长方体盒的底部设有与专用隔离袋的开孔相对应的挤出孔；所述的压胶盖用于压实专用隔离袋内的胶液，使胶液向下流出专用隔离袋的开孔，流向需点胶的加强片上；

所述的一体化操作台是呈Т字形的操作平台，由竖型操作平台和横型操作平台组成，所述的竖型操作平台两侧设有等间距开孔，该开孔内安装有滚轮，通过滚轮滚动，使平铺板在操作台上移动；所述的横型操作平台的两侧设有定位标识线和压脚，用于框定与固定点胶板和点胶板上50mm宽的加强片；

所述的平铺板呈凸型，该凸起端可插入前一块平铺板的底部，使多块平铺板相互连接，所述的平铺板的两侧设有刻度线，用于标识加强片的放置位置；

所述的点胶板是一正四边形平板，宽度与碳纤维复丝强伸性能试样的长度一致，长度满足一个碳纤维复丝强伸性能试样所需的碳棒试样点胶摆放位置；

所述的固定支架，用于安放并固定专用挤出盒并能上下可调专用挤出盒的位置；固定好专用挤出盒的位置后，使专用挤出盒(2)流出的胶液与平铺板上的加强片长度方向互为垂直。

利用上述批量碳纤维复合棒粘贴加强片的设备进行粘贴加强片的方法，包括如下步骤：

第一阶段：准备阶段；

1】将专用隔离袋放置在专用挤出盒内，使专用隔离袋的各个下开口，一一对应好并露出专用挤出盒底座上的开孔处；且专用隔离袋的上开口外延，全部敞开至专用挤出盒上延；

2】在平铺板上，按刻度线的标识，叠放一组加强片，使加强片连成一片叠放的一组加强片平面；

3】按一体化操作台上的起始刻度线处，摆放好第一块已摆放好加强片的平铺板，根据需要可摆放第二块已摆放好加强片的平铺板，依次类推；

4】在一体化操作台的横型操作平台上，在压脚处按标识线的位置安放好点胶板；

5】按点胶液的配方比例，称量好点胶液，并搅拌成均匀混合的点胶液；

第二阶段：粘贴加强片，即点胶过程

6】将搅拌好的点胶液，均匀、分散地倒入摆放在专用挤出盒的专用隔离袋内；

7】将专用隔离袋的上口外延盖在胶液上，使胶液被隔离；

8】将压胶盖压在点胶液上，使胶液在自重和压胶盖的重量下，受压挤出专用隔离袋的各个向下小开孔；

9】待胶液挤出并落下、接触到加强片时，启动滚轮，使平铺板前移，实现点胶液沿移动方向涂成粗细合适的胶液条；

10】调节输送速度，控制胶条的粗细；

11】取出送至在横型操作平台上涂好胶的加强片，按标识线的位置整齐地安放在点胶板两侧，并用压脚定位住加强片和点胶板；

12】将碳棒试样两端放在加强片上的胶液处，再在碳棒试样两端处叠放两片带胶的加强片，使上、下加强片互为叠放，使碳棒试样两端被粘贴在加强片中间，且碳棒试样与加强片互为垂直；

13】转动压脚，移走在碳棒试样两端粘贴好加强片的点胶板；即完成一个碳纤维复丝强伸性能试样的碳棒试样点胶操作步骤；

14】依次类推，完成下一个点胶板的一个碳纤维复丝强伸性能试样的碳棒试样点胶操作步骤。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1)目前，在加强片上涂胶液，基本手工方法完成。在加强片上，逐个按定位、涂点胶液于加强片上，其效率不高。通过本发明实现在一片加强片上，一次性地完成多个点的涂胶，提高点胶工作效率。

2)用粘性高的胶液涂胶，更是不利于操作。一是人工点胶，不易控制好涂胶的长短和均匀性；二是大K数碳纤维复丝的拉伸断裂力大，明显提高了抱合碳棒试样的要求，涂胶不好，影响测试结果。

3)通过本发明解决用高粘度胶液涂胶的操作不便利，达到胶液长度和胶液量的可控性，实现测试试样制样的有效性。

4)通过专用隔离袋外延式的开孔挤出设计。解决：完成点胶后，直接取出专用隔离袋，在烘箱内将剩余的胶液和隔离袋固化在一起，固化后，直接按固废物处理。

5)通过本发明专利，解决手工涂胶的滴落现象，保持操作场所的干净。

6)通过压脚的框定点胶板位置设计，通过压脚固定点胶板和加强片的位置，使点胶板的大小，直接与碳棒试样的尺寸相匹配起来。简化操作过程，如，加强片的固定位置就在点胶板的外侧。使在点胶板上完成碳棒试样两端粘贴加强片的整个操作过程，变得更为便利，并且符合碳纤维复丝拉伸性能测试试样的外形要求。

7)通过本发明解决手工涂胶过程中，定位固定每片加强片的反复过程，提高工作效率。

附图说明

图1是现有技术中手工点胶示意图；

图2本发明批量碳纤维复合棒粘贴加强片的设备的结构示意图；

图3是本发明中平铺板的结构示意图；

图4是本发明中专用挤出盒的结构示意图；

图5是本发明中点胶板的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

请参阅图2-图5，如图所示，本发明特点如下：

将专用隔离袋的下开口、上开口按位置要求贴合地放入专用挤出盒2；将胶液均匀、分散地倒入专用隔离袋内，用专用隔离袋的上开口外延覆盖住胶液，用压胶盖2-2隔着专用隔离袋上开口外延处压在胶液上。受压、受自重的胶液通过专用隔离袋向下延伸的下开口，流向放在一体化操作台3上的平铺板4上的加强片上。在平铺板4上加强片依次错开、叠放，通过平铺板4移动，带动一组加强片移动，使专用挤出盒2内流出的胶液均匀、连续性地涂在移动的一组加强片上，移动速度按胶液落下的量确定。涂过胶液的加强片，随着移动，移至一体化操作台3的前端横型操作平台处。

首先将点胶板5按定位标识线3-3放置，用压脚3-4固定住点胶板5。从横型操作平台处的平铺板4上取出两片已涂胶的加强片，分别按定位标识线3-3放置在已定位的点胶板5两侧，再用压脚3-4固定住已放置好的加强片；将一组碳棒的两段放置在已定位的加强片上胶液处；再从横型操作平台处的平铺板4上取出两片已涂胶的加强片，分别按定位标识线3-3放置，使加强片上、下互为叠放，中间夹持着碳棒试样两端。

一体化操作台3上的平铺板4移动速度可调，移动速度根据胶液流出量和加强片上胶液的粗细而确定。保证加强片胶液量刚好适合于粘住碳纤维棒而不外溢处出加强片的边缘，使碳纤维复合方法试样符合GB/T3362测试标准要求。

经实验表明，本发明起到快速、便利涂胶液于加强片上，实现涂胶位置、涂胶量的可控，实现批量涂胶于加强片上，提高制碳纤维复丝强伸性能测试试样环节中粘贴加强片的工作效率，适用于制碳纤维复丝强伸性能试样环节中树脂复合碳纤维复丝后(简称碳棒试样)、其碳棒试样两端粘贴加强片的工作，尤其适用于粘稠度高、不易手工涂胶的胶液。

Claims (2)

1.一种批量碳纤维复合棒粘贴加强片的设备，其特征在于，包括专用隔离袋、专用挤出盒(2)、一体化操作台(3)、平铺板(4)、点胶板(5)、固定支架(6)；

所述的专用隔离袋的上方设有上开口，供胶液装入专用隔离袋内，且该上开口具有向外延伸部，向外延伸部可以向下盖住装入的胶液，起到隔离胶液作用；所述的专用隔离袋下方设有一组向下且间距相等的开孔，使胶液通过每个开孔流出专用隔离袋；

所述的专用挤出盒(2)是一个具有压胶盖(2-1)的长方体盒(2-2)，所述的长方体盒(2-2)用于放置装有胶液的专用隔离袋，该长方体盒(2)的底部设有与专用隔离袋的开孔相对应的挤出孔(2-3)；所述的压胶盖(2-1)用于压实专用隔离袋内的胶液，使胶液向下流出专用隔离袋的开孔，流向需点胶的加强片上；

所述的一体化操作台(3)是呈Т字形的操作平台，由竖型操作平台和横型操作平台组成，所述的竖型操作平台两侧设有等间距开孔(3-1)，该开孔(3-1)内安装有滚轮，通过滚轮滚动，使平铺板(4)在操作台上移动；所述的横型操作平台的两侧设有定位标识线(3-3)和压脚(3-4)，用于框定与固定点胶板(5)和点胶板(5)上50mm宽的加强片；

所述的平铺板(4)呈凸型，该凸起端(4-1)可插入前一块平铺板(4)的底部，使多块平铺板(4)相互连接，所述的平铺板(4)的两侧设有刻度线(4-2)，用于标识加强片的放置位置；

所述的点胶板(5)是一正四边形平板，宽度与碳纤维复丝强伸性能试样的长度一致，长度满足一个碳纤维复丝强伸性能试样所需的碳棒试样点胶摆放位置；

所述的固定支架(6)，用于安放并固定专用挤出盒(2)并能上下可调专用挤出盒(2)的位置；固定好专用挤出盒(2)的位置后，使专用挤出盒(2)流出的胶液与平铺板(4)上的加强片长度方向互为垂直。

2.利用权利要求1所述的批量碳纤维复合棒粘贴加强片的设备进行粘贴加强片的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

第一阶段：准备阶段；

1】将专用隔离袋放置在专用挤出盒内，使专用隔离袋的各个下开口，一一对应好并露出专用挤出盒底座上的开孔处；且专用隔离袋的上开口外延，全部敞开至专用挤出盒上延；

2】在平铺板上，按刻度线的标识，叠放一组加强片，使加强片连成一片叠放的一组加强片平面；

3】按一体化操作台上的起始刻度线处，摆放好第一块已摆放好加强片的平铺板，根据需要可摆放第二块已摆放好加强片的平铺板，依次类推；

4】在一体化操作台的横型操作平台上，在压脚处按标识线的位置安放好点胶板；

5】按点胶液的配方比例，称量好点胶液，并搅拌成均匀混合的点胶液；

第二阶段：粘贴加强片，即点胶过程

6】将搅拌好的点胶液，均匀、分散地倒入摆放在专用挤出盒的专用隔离袋内；

7】将专用隔离袋的上口外延盖在胶液上，使胶液被隔离；

8】将压胶盖压在点胶液上，使胶液在自重和压胶盖的重量下，受压挤出专用隔离袋的各个向下小开孔；

9】待胶液挤出并落下、接触到加强片时，启动滚轮，使平铺板前移，实现点胶液沿移动方向涂成粗细合适的胶液条；

10】调节输送速度，控制胶条的粗细；

11】取出送至在横型操作平台上涂好胶的加强片，按标识线的位置整齐地安放在点胶板两侧，并用压脚定位住加强片和点胶板；

12】将碳棒试样两端放在加强片上的胶液处，再在碳棒试样两端处叠放两片带胶的加强片，使上、下加强片互为叠放，使碳棒试样两端被粘贴在加强片中间，且碳棒试样与加强片互为垂直；

13】转动压脚，移走在碳棒试样两端粘贴好加强片的点胶板；即完成一个碳纤维复丝强伸性能试样的碳棒试样点胶操作步骤；

14】依次类推，完成下一个点胶板的一个碳纤维复丝强伸性能试样的碳棒试样点胶操作步骤。

Images