CN218766246U - 微球脱粘纤维测试件的制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及纤维测试领域，公开了一种微球脱粘纤维测试件的制备装置，所述制备装置包括具有通孔(2)的支撑板(1)、位于所述支撑板(1)下侧的第一夹持件(3)、位于所述支撑板(1)上侧的第二夹持件(4)和压紧件(5)，所述第一夹持件(3)和所述第二夹持件(4)分别能够朝向和远离所述通孔(2)移动，所述压紧件(5)能够朝向和远离所述支撑板(1)移动。通过上述技术方案，通过支撑板和压紧件的配合，可以使得纤维处于稳定状态，从而可以通过两个夹持件将树脂包裹在纤维上，使得树脂与纤维形成稳定的结合，提高了纤维测试件的质量。

Description

微球脱粘纤维测试件的制备装置

技术领域

本实用新型涉及单根增强纤维与树脂复合的界面结合力测试领域，具体地涉及一种微球脱粘纤维测试件的制备装置。

背景技术

增强纤维与树脂组合的复合材料，因具有质轻、强度高、可塑性强、一体化制件的优良特性，已在不同领域得到广泛应用。

复合材料的力学性能强弱，不仅与增强纤维本身力学性能有关，还与树脂与增强纤维界面结合能力相关，研究这一界面结合力，一直是复合材料领域的研究内容。同时，研究微球脱粘增强纤维拔脱力，区别研究层间剪切力方法，后者是多根纤维与树脂复合的界面结合力，前者是研究单根纤维及其表面特性与树脂复合的界面结合力，其意义更大，更直观。因增强材料如碳纤维直径7um左右，如何在小直径纤维表面实现与不同特性的树脂复合，且对微球拔脱测试影响最小的测试件，一直存在较大的难度。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种微球脱粘纤维测试件的制备装置，以解决纤维与树脂的结合性能不稳定的问题。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种微球脱粘纤维测试件的制备装置，其中，所述制备装置包括具有通孔的支撑板、位于所述支撑板下侧的第一夹持件、位于所述支撑板上侧的第二夹持件和压紧件，所述第一夹持件和所述第二夹持件分别能够朝向和远离所述通孔移动，所述压紧件能够朝向和远离所述支撑板移动。

可选择的，所述通孔为圆形。

可选择的，所述支撑板上设置有与位于所述通孔两侧且与所述通孔的中心轴线对齐的标记线。

可选择的，所述第一夹持件和所述第二夹持件分别为圆柱形，所述第一夹持件的外径小于所述通孔的内径。

可选择的，所述第一夹持件的上端面和所述第二夹持件的下端面分别为平坦表面。

可选择的，所述支撑板设置有与所述压紧件配合的柔性区域。

可选择的，所述支撑板上设置有多个沿直线间隔排列的所述通孔。

可选择的，所述支撑板上设置有可拆卸的安装条，多个所述通孔设置在所述安装条上。

可选择的，所述第一夹持件和所述第二夹持件中设置有加热件。

可选择的，所述制备装置包括分别用于驱动所述第一夹持件、所述第二夹持件和所述压紧件移动的驱动件。

通过上述技术方案，通过支撑板和压紧件的配合，可以使得纤维处于稳定状态，从而可以通过两个夹持件将树脂包裹在纤维上，使得树脂与纤维形成稳定的结合，提高了纤维测试件的质量。

附图说明

图1是本实用新型实施方式所述的微球脱粘纤维测试件的制备装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施方式所述的支撑板和压紧件的结构示意图；

图3是本实用新型实施方式所述的安装条和夹持件的结构示意图。

附图标记说明

1-支撑板，2-通孔，3-第一夹持件，4-第二夹持件，5-压紧件，6-安装条，7-重力夹，8-标记线，9-纤维。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

本实用新型提供了一种微球脱粘纤维测试件的制备方法，其中，所述制备方法包括：

S1、准备支撑板1，所述支撑板1上设置有通孔2；

S2、在位于所述支撑板1下侧且对准于所述通孔2的第一夹持件3的上端面上设置树脂；

S3、将纤维9放置在所述支撑板1上，使得所述纤维9跨过所述通孔2，通过两个压紧件5压紧所述纤维9位于所述通孔2两侧的部分，将所述第一夹持件3朝向所述纤维9移动以使得所述纤维9浸入所述树脂中；

S4、将位于所述支撑板1上侧且对准于所述通孔2的第二夹持件4朝向所述纤维9移动，使得所述第二夹持件4的下端面与所述第一夹持件3的上端面夹紧所述树脂，从而所述树脂固化后与所述纤维9复合形成纤维测试件。

参考图1和图2所示，支撑板1上设置有通孔2，以允许第一夹持件3插入或穿过，支撑板1具有平坦的支撑顶面，以用于支撑纤维9。

第一夹持件3具有平坦的上端面，第二夹持件4具有平坦的下端面，第一夹持件3和第二夹持件4可以分别通过伸缩缸来驱动，或者通过电机、发动机等扭矩驱动件配合丝杠机构来驱动，实现第一夹持件3和第二夹持件4在垂直于支撑板1的支撑顶面的方向上移动。

纤维9设置在支撑板1上，并通过压紧件5将纤维9压紧，使得纤维9保持为较为稳定的状态。压紧件5可以通过伸缩缸来驱动，或者通过电机、发动机等扭矩驱动件配合丝杠机构来驱动，以朝向或远离支撑板1移动。压紧件为可以为具有平坦下端面的柱状结构，以通过其下端面和支撑板1的支撑顶面配合来压紧纤维9。

固定好纤维9后，向上移动第一夹持件3，使得其上端面上的树脂与纤维9接触，纤维9浸入到树脂中而被树脂所包围；然后向下移动第二夹持件4，使得第二夹持件4和第一夹持件3共同夹持所述树脂，以使得所述树脂形成薄板状。待所述树脂固化后，即形成纤维测试件，然后可以移动并分离第一夹持件3和第二夹持件4，以取出所述纤维测试件。

第一夹持件3和第二夹持件4主要用于夹持树脂而不是纤维9，因此，可以设置为使得二者夹持时的最小间距大于纤维9的外径，特别是可以设置为最小间距与所制备的纤维测试件的厚度(即固化后的树脂的厚度)相同。

本方案中，通过支撑板和压紧件的配合，可以使得纤维处于稳定状态，从而可以通过两个夹持件将树脂包裹在纤维上，使得树脂与纤维形成稳定的结合，提高了纤维测试件的质量。

其中，在一种实施方式中，在S2中，当所述树脂是热固性树脂时，将所述树脂设置在所述第一夹持件3的上端面上后，在S3中直接移动所述第一夹持件3以使得所述纤维9浸入所述树脂中，并且在S4中，通过所述第一夹持件3和所述第二夹持件4内部的加热件加热所述树脂，以使得所述树脂固化且与所述纤维9复合形成纤维测试件。热固性树脂未固化前在常温下处于可流动状态，可以将其设置在第一夹持件3的上端面上，然后使得纤维9浸入到树脂中，第一夹持件3和第二夹持件4夹持树脂后，通过设置在其内部的加热件来加热第一夹持件3和第二夹持件，以加热树脂，使得树脂固化，从而形成纤维测试件。固化后的热固化性树脂降到常温后可以保持为固化状态。

在另一种实施方式中，在S2中，当所述树脂是热塑性树脂时，将所述树脂设置在所述第一夹持件3的上端面上后，使得所述第二夹持件4朝向所述第一夹持件3移动以夹持所述树脂，通过所述第一夹持件3和所述第二夹持件4内部的加热件加热所述树脂，然后分别移动第一夹持件3和第二夹持件4以分离第一夹持件3和第二夹持件4，使得第一夹持件3和第二夹持件4上分别粘上所述树脂。对于热塑性树脂，需要将其加热到预定温度才能形成流动状态，以允许纤维9浸入其中。因此，先在第一夹持件3上设置热塑性树脂，然后使得第一夹持件3和第二夹持件4相接触，通过内部的加热件来加热树脂，树脂形成流动状态后可以粘在第二夹持件4上。分离两个夹持件后，再固定设置纤维9，然后移动第一夹持件3使得纤维9浸入到树脂中再通过第二夹持件4来夹持树脂，或者可以直接通过两个夹持件来夹持纤维9，使得两个端面上的树脂包围纤维9。热塑性树脂包围纤维9后，可以关闭加热件，使得树脂降温到常温而固化，以形成纤维测试件。

对于以上所述的两种实施方式，分别针对热固性树脂和热塑性树脂，热固性树脂可以仅设置在第一夹持件3上，而热塑性树脂需要在第一夹持件3和第二夹持件4之间加热后分别粘在两个端面上，以便于更容易包围纤维9。另外，第一夹持件3和第二夹持件4可以根据不同种类的树脂的不同特征，向树脂实施特定的压力，并将其加热到特定的温度范围，以保证树脂可以根据需要而固化或软化，以便于与纤维复合形成纤维测试件。

第一夹持件3和第二夹持件4可以由导热性良好的材料制成，其内部可以设置电加热件，或者第一夹持件3和第二夹持件4本身即为通电发热材料制成，也可以实现加热功能；并且，其中可以设置测温件，通过测温件和加热件的配合，使得夹持件可以将树脂加热到特定的温度。第一夹持件3和第二夹持件4保持为不发生转动而仅相对彼此直线移动，避免引导纤维9的横向移动。

其中，在S3中，将所述纤维9的第一端连接重力夹7，提起所述纤维9的第二端以拉直所述纤维9，移动所述纤维9使得所述纤维9的第一端从所述支撑板1的边缘垂下，然后将所述纤维9的其他部分放置在所述支撑板1上。重力夹7具有一定的配重，以能够充分拉直纤维9为准。连接重力夹7后，提起纤维9，将其移动支撑板1的边缘，使得第一端这一侧的一部分从支撑板1的边缘处垂下，然后将其他部分放置在支撑板1上并通过压紧件5来压紧。由于重力夹7的拉力作用，可以使得纤维9在支撑板1上处于拉直状态，通过压紧件5压紧后仍然保持为这样的拉直状态，避免纤维9在与树脂结合的过程中出现平移，从而与树脂更稳定地结合。其中，可以通过镊子等夹具来夹持纤维9的第二端。

其中，所述通孔2为圆形，在S3中，将所述纤维9放置为穿过所述通孔2的中心轴线。对应的，第一夹持件3和第二夹持件4也可以为圆柱形，第一夹持件3的外径小于所述通孔2的内径；并且树脂可以设置在第一夹持件3的圆形端面的中心位置处，可以保证纤维9准确地浸入到树脂中。

进一步的，所述支撑板1上设置有与位于所述通孔2两侧且与所述通孔2的中心轴线对齐的标记线8，在S3中，将所述纤维9放置为与所述标记线8重合。参考图1和图2所示，通孔2的两侧分别设置有标记线8，在提起并放置纤维9时，可以使得纤维9与标记线8重合，从而保证纤维9穿过通孔2的中心轴线，实现纤维9的准确定位。

另外，所述支撑板1设置有与所述压紧件5配合的柔性区域。支撑板1上与压紧件5配合的区域可以设置柔性材料层或柔性材料块，当然该区域与其他区域的顶面保持平齐，例如，柔性区域可以由橡胶制成。压紧件5与柔性区域夹持纤维9时，可以更好地保护纤维9，避免其在压力作用下损坏。

另外，在设置所述树脂之前，在所述第一夹持件3的上端面和所述第二夹持件4的下端面上设置脱模剂。脱模剂可以使得第一夹持件3和第二夹持件4更容易地与固化后树脂分离，避免树脂粘在夹持端面上难以分离。

其中，所述支撑板1上设置有多个沿直线间隔排列的所述通孔2。参考图1和图2所示，通孔2的排列方向可以横向于纤维9的延伸方向，以允许设置多根纤维并制备多个纤维测试件。相应的，可以设置与每个通孔2对应的第一夹持件3、第二夹持件4以及压紧件5。

进一步的，所述支撑板1上设置有可拆卸的安装条6，多个所述通孔2设置在所述安装条6上。参考图3所示，其显示了彼此配合的安装条6与第一夹持件3和第二夹持件4，当然，这只是为了显示安装条6的结构，并不是表示安装条6可以与第一夹持件3和第二夹持件一起拆卸。不同的安装条6可以设置不能内径的通孔2，更换不同的安装条6可以选择不同的通孔2。类似的，与压紧件5对应的柔性区域也可以设置可拆卸的安装结构，以更换不同的柔性支撑面。

另一方面，本实用新型还提供了一种微球脱粘纤维测试件的制备装置，其中，所述制备装置包括具有通孔2的支撑板1、位于所述支撑板1下侧的第一夹持件3、位于所述支撑板1上侧的第二夹持件4和压紧件5，所述第一夹持件3和所述第二夹持件4分别能够朝向和远离通孔2移动，所述压紧件5能够朝向和远离所述支撑板1移动。所述第一夹持件3、第二夹持件4和压紧件5可以分别通过驱动件来驱动，例如伸缩缸(油缸、气缸、电缸等)，或者通过发动机、电机等配合丝杠机构来驱动。所述支撑板1上可以设置与压紧件5配合的柔性区域，以保护被压紧的纤维9。另外，支撑板1上设置有可拆卸的安装条6，其上设置有一组多个通孔2。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种微球脱粘纤维测试件的制备装置，其特征在于，所述制备装置包括具有通孔(2)的支撑板(1)、位于所述支撑板(1)下侧的第一夹持件(3)、位于所述支撑板(1)上侧的第二夹持件(4)和压紧件(5)，所述第一夹持件(3)和所述第二夹持件(4)分别能够朝向和远离所述通孔(2)移动，所述压紧件(5)能够朝向和远离所述支撑板(1)移动。

2.根据权利要求1所述的微球脱粘纤维测试件的制备装置，其特征在于，所述通孔(2)为圆形。

3.根据权利要求2所述的微球脱粘纤维测试件的制备装置，其特征在于，所述支撑板(1)上设置有与位于所述通孔(2)两侧且与所述通孔(2)的中心轴线对齐的标记线(8)。

4.根据权利要求2所述的微球脱粘纤维测试件的制备装置，其特征在于，所述第一夹持件(3)和所述第二夹持件(4)分别为圆柱形，所述第一夹持件(3)的外径小于所述通孔(2)的内径。

5.根据权利要求1所述的微球脱粘纤维测试件的制备装置，其特征在于，所述第一夹持件(3)的上端面和所述第二夹持件(4)的下端面分别为平坦表面。

6.根据权利要求1所述的微球脱粘纤维测试件的制备装置，其特征在于，所述支撑板(1)设置有与所述压紧件(5)配合的柔性区域。

7.根据权利要求1所述的微球脱粘纤维测试件的制备装置，其特征在于，所述支撑板(1)上设置有多个沿直线间隔排列的所述通孔(2)。

8.根据权利要求7所述的微球脱粘纤维测试件的制备装置，其特征在于，所述支撑板(1)上设置有可拆卸的安装条(6)，多个所述通孔(2)设置在所述安装条(6)上。

9.根据权利要求1所述的微球脱粘纤维测试件的制备装置，其特征在于，所述第一夹持件(3)和所述第二夹持件(4)中设置有加热件。

10.根据权利要求1所述的微球脱粘纤维测试件的制备装置，其特征在于，所述制备装置包括分别用于驱动所述第一夹持件(3)、所述第二夹持件(4)和所述压紧件(5)移动的驱动件。

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