CN214419649U - 一种碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置，所述碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置包括控制柜、压力控制件、顶杆控制件和挤压模具，所述控制柜均电性连接所述压力控制件和所述顶杆控制件；所述顶杆控制件设于所述挤压模具内，其上方的挤压模具内部设有挤压腔；所述压力控制件设于所述挤压腔对应的所述挤压模具上方。本实用新型能够保证设备提供精确温度，并且可以恒温，以及高真空度，并利用液态的树脂基覆盖和密封后续实验工艺步骤中的预制件，使得树脂基的填充度尽可能的高，从而提高浸渗质量和复合材料性能。

Description

一种碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置

技术领域

本申请涉及树脂复合材料成型和加工技术领域，具体而言，涉及一种碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置。

背景技术

树脂基复合材料具有密度小、比强度和比刚度高、耐磨损、热膨胀系数地位、抗疲劳性能好、尺寸稳定性好等一系列优良性能，在航空航天、武器装备、通讯电子和交通运输等领域有广泛应用前景。

高真空度、精确的温度与压力提供是制备出高性能碳纤维增强树脂基复合材料的关键。

目前，树脂基复合材料常见的制备方法有手糊成型、缠绕成型、拉挤成型、树脂传递模塑成型和模压成型工艺等。手糊成型操作方便、设备简单、成本较低、但制备效率较低且成型压较小，复合材料内部容易形成孔洞和分层等制备缺陷；缠绕成型设备复杂、技术难度高、工艺质量不易控制；拉挤成型仅限于恒定截面或接近恒定的界面构件，加热模具的成本也会很高；树脂传递模塑成型仅限于较小的部件，且制造设备高。

模压成型工艺具有真空度高、可实现高浸渗压力等优势，已成为一种制备高性能树脂基复合材料的常用方法。然而还存在如下技术问题：

无法保持恒温以及高真空度，且有效提高浸渗质量和复合材料性能；

模压成型过程中，存在高真空度难以保证、致密度不高、温度控制不精确、工序繁杂等问题。

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置，以解决目前的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了如下技术：

一种碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置，所述碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置包括控制柜、压力控制件、顶杆控制件和挤压模具，所述控制柜均电性连接所述压力控制件和所述顶杆控制件；所述顶杆控制件设于所述挤压模具内，其上方的挤压模具内部设有挤压腔；所述压力控制件设于所述挤压腔对应的所述挤压模具上方。

优选地，所述碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置还包括真空泵，所述真空泵电性连接所述控制柜；所述真空泵与所述挤压模具的挤压腔管接。

优选地，所述挤压腔内部的气压压强为5.0-20.0MPa。

优选地，所述压力控制件的工作压强为5.0-20.0MPa。

优选地，所述压力控制件为凸模件。

优选地，所述碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置还包括热电偶，所示热电偶电性连接所述控制柜，所述热电偶设于所述挤压腔所在的挤压模具内。

优选地，所述碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置还包括挤压密封件，所述挤压密封件位于所述压力控制件下方且配合于所述挤压腔内。

优选地，所述顶杆控制件的顶部设有与所述挤压密封件对应的挤压支撑底板。

优选地，所述挤压支撑底板和所述挤压密封件均与所述挤压腔过盈配合。

优选地，所述挤压腔内侧面设有卡槽，其内竖直安装有弹簧条，所述挤压密封件的左右端连接所述弹簧条。

与现有技术相比较，本申请能够带来如下技术效果：

1、本实用新型能够保证设备提供精确温度，并且可以恒温，以及高真空度，并利用液态的树脂基覆盖和密封后续实验工艺步骤中的预制件，使得树脂基的填充度尽可能的高，从而提高浸渗质量和复合材料性能；

2、本实用新型能够制备出高性能的树脂基复合材料件，解决高性能树脂基复合材料制备中存在的高真空度难以保证、致密度不高、温度控制不精确、工序繁杂等问题，并实现一些树脂基复合材料件的整体和近终成形；

3、操作简便，制造快捷。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型的组成系统示意图；

图2是本实用新型其中一个实施方式的应用结构示意图；

图3是本实用新型另一个实施方式的应用结构示意图；

图4是本实用新型弹簧条的应用示意图；

图中：1、控制柜，2、真空泵，3、挤压模具，4、压力控制件，5、顶杆控制件，6、浇注基体溶液层，7、碳纤维叠层，8、挤压密封件，9、挤压腔，10、热电偶，11、弹簧条。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

本实用新型能够保证设备提供精确温度，并且可以恒温，以及高真空度，并利用液态的树脂基覆盖和密封后续实验工艺步骤中的预制件，使得树脂基的填充度尽可能的高，从而提高浸渗质量和复合材料性能。

一种碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置，所述碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置包括控制柜1、压力控制件4、顶杆控制件5和挤压模具3，所述控制柜1均电性连接所述压力控制件4和所述顶杆控制件5；所述顶杆控制件5设于所述挤压模具3内，其上方的挤压模具3内部设有挤压腔9；所述压力控制件4设于所述挤压腔9对应的所述挤压模具3上方。

如附图1所示，本实用新型采用电动控制进行，对挤压模具3的配套设施均采用控制柜1控制进行。控制柜1控制压力控制件4和顶杆控制件5在挤压模具3内工作。

压力控制件4和顶杆控制件5的控制方式可以自行悬着，比如选用液压系统或者气压系统，或者丝杠系统进行即可。

具体应用上，如附图2所示，挤压模具3是腔体结构，可以放置浇注基体溶液层6和碳纤维叠层7，压力控制件4在控制柜1控制下实现下放，从而挤压挤压模具3内的浇注基体溶液层6和碳纤维叠层7。

而本实用新型的挤压原料包括浇注基体溶液层6，因此为了挤压顺利，需要密封腔体。

如附图3所示，优选地，所述碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置还包括挤压密封件8，挤压密封件8为板材件，所述挤压密封件8位于所述压力控制件4下方且配合于所述挤压腔9内。浇注基体溶液层6注入后，放置挤压密封件8而使其在挤压腔9内运动而挤压浇注基体溶液层6和碳纤维叠层7。

下方的顶杆控制件5用于支撑碳纤维叠层7，在压力控制件4和顶杆控制件5的共同挤压作用下，浇注基体溶液层6和碳纤维叠层7挤压成型为碳纤维树脂复合构件。

挤压完毕，在控制柜1的控制下，顶杆控制件5上升而顶出碳纤维树脂复合构件即可。

工作步骤如下：

第一步安装挤压模具3，第二步放置碳纤维叠层7并预热模具，第三步注入浇注基体溶液层6，第四步放挤压密封件8，挤压浸渗成型，完成固化。第五步，顶出浸渗的复合材料。

实施例2

基于实施例1提供的一种碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置，所述碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置包括控制柜1、压力控制件4、顶杆控制件5和挤压模具3，所述控制柜1均电性连接所述压力控制件4和所述顶杆控制件5；所述顶杆控制件5设于所述挤压模具3内，其上方的挤压模具3内部设有挤压腔9；所述压力控制件4设于所述挤压腔9对应的所述挤压模具3上方。

本实用新型提供的碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置是在真空环境中进行的，需要对挤压模具3进行抽真空处理。

因此，在工作条件上：

优选地，所述碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置还包括真空泵2，所述真空泵2电性连接所述控制柜1；所述真空泵2与所述挤压模具3的挤压腔9管接。

优选地，所述挤压腔内部的气压压强为5.0-20.0MPa。

本实施例，优选挤压腔内部的气压压强为15MPa。

优选地，所述压力控制件4的工作压强为5.0-20.0MPa。

本实施例，优选压力控制件4的工作压强为15MPa。

优选地，所述压力控制件4为凸模件。

如附图3所示，顶杆控制件5为凸模架构，本处将压力控制件4设为凸模件，与顶杆控制件5对应。可以节省材料。

优选地，所述碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置还包括热电偶10，所述热电偶10设于所述挤压腔9所在的挤压模具3内。

因为浇注基体溶液层6的存在，故本设备需要预热，保持预热工作环境。

因此，所述碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置还包括热电偶10，所述热电偶10设于所述挤压腔9所在的挤压模具3内。如附图2和3所示，热电偶10设置在挤压模具3的主体结构内。

所示热电偶10电性连接所述控制柜1，在控制柜1的控制下，而实现挤压模具3所需要的温度。

控制柜1是根据不同的设施对应安装控制系统的，这是可以直接实现的技术，控制柜1集中控制。

优选地，所述顶杆控制件5的顶部设有与所述挤压密封件8对应的挤压支撑底板。

顶杆控制件5是用于支撑挤压的，需要和挤压密封件8进行配合工作，因此，在顶杆控制件5的顶部设有与所述挤压密封件8对应的挤压支撑底板，碳纤维叠层7放置在挤压支撑底板上。

优选地，所述挤压支撑底板和所述挤压密封件8均与所述挤压腔9过盈配合。

因为需要在挤压模具3内注入浇注基体溶液层6，因此，在配合上，所述挤压支撑底板和所述挤压密封件8均与所述挤压腔9过盈配合，避免出现缝隙而漏液。

优选地，所述挤压腔9内侧面设有卡槽，其内竖直安装有弹簧条11，所述挤压密封件8的左右端连接所述弹簧条11。

如附图4所示，为了实现在挤压后，挤压密封件8能够自行回弹，便于回收，在挤压模具3上设有弹簧机构用于在出模后便于回收挤压密封件8。

具体的，在挤压腔9的左右内侧面设有卡槽，卡槽内竖直安装有弹簧条11，所述挤压密封件8的左右端连接所述弹簧条11。当下压挤压材料后，挤压密封件8回收，在弹簧条11的辅助下，进一步便于顶杆控制件5顶出构件等。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置，其特征在于，所述碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置包括控制柜(1)、压力控制件(4)、顶杆控制件(5)和挤压模具(3)，所述控制柜(1)均电性连接所述压力控制件(4)和所述顶杆控制件(5)；所述顶杆控制件(5)设于所述挤压模具(3)内，其上方的挤压模具(3)内部设有挤压腔(9)；所述压力控制件(4)设于所述挤压腔(9)对应的所述挤压模具(3)上方；

所述碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置还包括真空泵(2)，所述真空泵(2)电性连接所述控制柜(1)；所述真空泵(2)与所述挤压模具(3)的挤压腔(9)管接；

所述碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置还包括挤压密封件(8)，所述挤压密封件(8)位于所述压力控制件(4)下方且配合于所述挤压腔(9)内。

2.如权利要求1所述的一种碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置，其特征在于，所述挤压腔内部的气压压强为5.0-20.0MPa。

3.如权利要求1-2任一项所述的一种碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置，其特征在于，所述压力控制件(4)的工作压强为5.0-20.0MPa。

4.如权利要求3所述的一种碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置，其特征在于，所述压力控制件(4)为凸模件。

5.如权利要求1或4所述的一种碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置，其特征在于，所述碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置还包括热电偶(10)，所示热电偶(10)电性连接所述控制柜(1)，所述热电偶(10)设于所述挤压腔(9)所在的挤压模具(3)内。

6.如权利要求5所述的一种碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置，其特征在于，所述顶杆控制件(5)的顶部设有与所述挤压密封件(8)对应的挤压支撑底板。

7.如权利要求6所述的一种碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置，其特征在于，所述挤压支撑底板和所述挤压密封件(8)均与所述挤压腔(9)过盈配合。

8.如权利要求6-7任一项所述的一种碳纤维增强树脂基复合材料真空固液挤压浸制装置，其特征在于，所述挤压腔(9)内侧面设有卡槽，其内竖直安装有弹簧条，所述挤压密封件(8)的左右端连接所述弹簧条。

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