CN207617150U - 一种单向纤维增强树脂基复合材料的制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于复合材料的制备领域，公开一种单向纤维增强树脂基复合材料的制备装置。包括固定支座、活动板、第一扣环、第二扣环；所述固定支座包括一方形工作台，工作台的左侧端垂直向上固定一靠板、工作台的右侧端台面上开设有两条滑槽；活动板的底部设有两个与前述两个滑槽相适配的滑块，活动板通过滑块与滑槽的配合滑动嵌设在工作台上；靠板的右侧面与活动板的左侧面各自设有若干个螺丝孔排成一横排；第一扣环安装在靠板右侧面以及活动板左侧面的螺丝孔内；第二扣环设在活动板外侧面的中间位置。本实用新型主要适用于单向纤维浸渍树脂之后的张力控制，能够精确控制每束纤维上的张力，确保产品应力的均匀性及制品性能的稳定。

Description

一种单向纤维增强树脂基复合材料的制备装置

技术领域

本实用新型属于复合材料的制备领域，具体涉及一种单向纤维增强树脂基复合材料的制备装置。

背景技术

纤维增强复合材料具有高强度、高模量的良好的力学性能，同时兼具备密度小、稳定性好等优势，在交通运输、军事、建筑建材等领域得到了迅猛的发展。

但目前的纤维增强复合材料的制备方法主要是采用短切纤维和树脂材料共混通过挤出、注塑、滚压或采用浸渍、液体传递模塑等方法制备得到相应的产品。这种方法得到的产品相对于单纯的树脂材料而言，在强度、模量的方面会有较为显著的提高，但是因为增强纤维在基体中杂乱排列，所以实现复合材料中增强纤维的有序成为提高材料强度的一种行之有效的途径。GB/T 4550提供了一种单向纤维制备塑料平板复合材料的制作方法，但是操作人员劳动强度大，且对纤维的张力控制困难，容易导致纤维在成型制品后内应力分布不均匀，致使力学性能不佳。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够精确控制每束纤维上的张力的单向纤维增强树脂基复合材料的制备装置。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种单向纤维增强树脂基复合材料的制备装置：包括固定支座、活动板、第一扣环、第二扣环，第一扣环的数量为若干个，固定支座、活动板和第二扣环的数量各为一个；所述固定支座包括一方形工作台，工作台的左侧端垂直向上固定一靠板、工作台的右侧端台面上开设有两条滑槽；活动板的底部设有两个与前述两个滑槽相适配的滑块（确保活动板在滑槽内不会左右晃动，同时也不会在拉伸过程中产生阻力，影响纤维张力的准确性），活动板通过滑块与滑槽的配合滑动嵌设在工作台上；靠板的右侧面与活动板的左侧面各自设有若干个螺丝孔排成一横排；第一扣环安装在靠板右侧面以及活动板左侧面的螺丝孔内；第二扣环设在活动板外侧面的中间位置。

较好地，工作台与靠板一体成型。

较好地，所述第一扣环包括第一连接杆，第一连接杆的一端设有外螺纹与靠板右侧面或活动板左侧面的螺丝孔螺纹连接，第一连接杆的另一端固定连接有第一环状扣身，并且第一环状扣身的末端与第一连接杆之间设有开口（便于纤维的安装和拆卸）；所述第二扣环包括第二连接杆，第二连接杆的一端与活动板外侧面固定连接，第二连接杆的另一端固定连接有第二环状扣身，并且第二环状扣身的末端与第二连接杆相接触。

较好地，第一连接杆与第一环状扣身一体成型，第二连接杆与第二环状扣身一体成型。

较好地，第一扣环上除了外螺纹之外的部分在其外周套设有聚四氟乙烯保护套，确保树脂固化以后不能和第一扣环粘接在一起，便于纤维的摘取；所述的聚四氟乙烯保护套内径与第一扣环外径一致或略小于第一扣环外径，若出现松动情况，需要先将第一扣环缠绕生料带，确保聚四氟乙烯保护套在受到力的作用时不能滑脱。

本实用新型中，所述的树脂包含但不局限于酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂等热固性树脂；所述的纤维包括但不局限于玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等。

本实用新型具有以下积极效果：

1、本实用新型主要适用于单向纤维浸渍树脂之后的张力控制，能够精确控制每束纤维上的张力，确保产品应力的均匀性及制品性能的稳定；

2、能够根据制品规格的不同任调节活动板位置，避免纤维材料的浪费；

3、纤维张力的施加方式可通过活动板施加，包括但不局限于在第二扣环上挂水平弹簧通过拉伸实现，或者使用定滑轮悬挂重物砝码的方式实现；

4、纤维张力的施加方式不局限于活动板施加，可通过固定活动板，同时在纤维末端悬挂重锤的方式施加张力，确保纤维受均匀载荷；

5、固定支座的材质可为木材、铝合金、不锈钢等多种材质；

6、本实用新型结构简单，成本低，适用范围广。

附图说明

图1：本实用新型的立体结构示意图；

图2：本实用新型的主视结构示意图（省略纤维）；

图3：固定支座的立体结构示意图；

图4：固定支座的主视结构示意图；

图5：活动板的立体结构示意图；

图6：活动板的主视结构示意图；

图7：活动板的仰视结构示意图；

图8：第一扣环的结构示意图；

图9：第二扣环的结构示意图；

其中，附图标记为：1-固定支座，11-工作台，12-靠板，13-滑槽，2-活动板，21-滑块， 3-第一扣环，31-第一连接杆，32-第一环状扣身，4-第二扣环，41-第二连接杆，42-第二环状扣身，5-螺丝孔，6-纤维。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本实用新型做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限制本实用新型的范围。

实施例1

如图1~9所示，一种单向纤维增强树脂基复合材料的制备装置：包括固定支座1、活动板2、第一扣环3、第二扣环4，第一扣环3的数量为若干个，固定支座1、活动板2和第二扣环4的数量各为一个；所述固定支座1包括一长方形工作台11，工作台11的左侧端垂直向上一体成型一靠板12、工作台11的右侧端台面上开设有两条滑槽13；活动板2的底部设有两个与前述两个滑槽13相适配的滑块21，活动板2通过滑块21与滑槽13的配合滑动嵌设在工作台11上；靠板12的右侧面与活动板2的左侧面各自设有若干个螺丝孔5排成一横排；所述第一扣环3包括第一连接杆31，第一连接杆31的一端设有外螺纹与靠板12右侧面或活动板2左侧面的螺丝孔5螺纹连接，第一连接杆31的另一端一体成型有第一环状扣身32，并且第一环状扣身32的末端与第一连接杆31之间设有开口（便于纤维6的安装和拆卸）；第一扣环3上除了外螺纹之外的部分在其外周套设有聚四氟乙烯保护套；所述第二扣环4包括第二连接杆41，第二连接杆41的一端与活动板2外侧面固定连接，第二连接杆41的另一端一体成型有第二环状扣身42，并且第二环状扣身42的末端与第二连接杆41相接触。

利用上述制备装置制备单向纤维增强树脂基复合材料的方法，步骤如下：

步骤一：将活动板2固定在适宜的位置；根据纤维6的布置设计方案，将第一扣环3按照设计的位置安装在靠板12右侧面和活动板2左侧面上；将固定支座1的工作台11上面铺装保鲜膜，以防止树脂滴落，污染固定支座1；完成上述准备工作后进行下一步操作；

步骤二：将纤维6在配好的树脂液中浸渍完全，沥出多余的树脂；

步骤三：靠板12右侧面或活动板2左侧面上的第一扣环3从外到内依次计为第一个，第二个，第三个……；将步骤二中处理完成的纤维6固定在靠板12右侧面的第一个第一扣环3上，然后缠绕过活动板2左侧面的第一个第一扣环3，再绕向靠板12右侧面的第二个第一扣环3，再缠绕过活动板2左侧面的第二个第一扣环3，如此依次缠绕，直至缠绕完毕；

步骤四：根据缠绕的纤维6数量及纤维6倾斜角度计算整个装置需要施加的载荷，在第二扣环4上挂水平弹簧对第二扣环4施加水平方向的力，固定，然后进行预固化处理；

步骤五：将步骤四中已经预固化的纤维6取下，并尽快按照设计方案进行固化，制备得到单向纤维增强树脂基复合材料。

Claims (5)

1.一种单向纤维增强树脂基复合材料的制备装置，其特征在于：包括固定支座、活动板、第一扣环、第二扣环，第一扣环的数量为若干个，固定支座、活动板和第二扣环的数量各为一个；所述固定支座包括一方形工作台，工作台的左侧端垂直向上固定一靠板、工作台的右侧端台面上开设有两条滑槽；活动板的底部设有两个与前述两个滑槽相适配的滑块，活动板通过滑块与滑槽的配合滑动嵌设在工作台上；靠板的右侧面与活动板的左侧面各自设有若干个螺丝孔排成一横排；第一扣环安装在靠板右侧面以及活动板左侧面的螺丝孔内；第二扣环设在活动板外侧面的中间位置。

2.如权利要求1所述的制备装置，其特征在于：工作台与靠板一体成型。

3.如权利要求1所述的制备装置，其特征在于：所述第一扣环包括第一连接杆，第一连接杆的一端设有外螺纹与靠板右侧面或活动板左侧面的螺丝孔螺纹连接，第一连接杆的另一端固定连接有第一环状扣身，并且第一环状扣身的末端与第一连接杆之间设有开口；所述第二扣环包括第二连接杆，第二连接杆的一端与活动板外侧面固定连接，第二连接杆的另一端固定连接有第二环状扣身，并且第二环状扣身的末端与第二连接杆相接触。

4.如权利要求3所述的制备装置，其特征在于：第一连接杆与第一环状扣身一体成型，第二连接杆与第二环状扣身一体成型。

5.如权利要求3或4所述的制备装置，其特征在于：第一扣环上除了外螺纹之外的部分在其外周套设有聚四氟乙烯保护套。