一种纤维复合材料试件制作装置的制作方法

1.本实用新型涉及土木工程技术领域，具体为一种纤维复合材料试件制作装置。


背景技术：

2.随着人们环保意识的增强，以及对性能的要求越来越严格，不断寻求一些新的技术制作纤维复合材料。不同性质的纤维复合以相互弥补缺点，补充优点。在土木工程技术领域中得到广泛的应用。
3.在纤维复合材料的制作中，现有常规也是最简单的方法是采用湿粘法进行制作，也就是在需要进行复合的纤维之间进行施胶，利用胶水的粘性和凝固性，使得纤维之间进行复合，但是这种方式容易导致施胶量过多，造成成本增加，同时复合性能也受到影响。另外，还有一种方法即采用真空抽压的方式，对纤维贴合面之间进行抽真空，使得贴合面之间紧密贴合在一起，但是这种方式很难保证贴合面的真空度。
4.因此，有必要设计一种制作装置以解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中纤维复合材料试件制作采用湿粘法造成施胶量过多、空隙占比大，影响纤维复合性能的技术问题，从而提供一种纤维复合材料试件制作装置。
6.为此，本实用新型提供的一种纤维复合材料试件制作装置，包括：
7.架体，其包括底座和竖向设于所述底座上的至少一个支撑件；
8.压合组件，其包括一个第二压合件和至少一个第一压合件，所述第一压合件设置于所述底座上，所述第二压合件通过调节件可升降地设置在所述支撑件上，所述调节件与所述支撑件构成自锁结构；所述第一压合件上方适于放置纤维复合材料层，所述第二压合件的重量大于所述第一压合件；
9.真空装置，其包括具有真空腔的真空袋薄膜、与所述真空袋薄膜粘贴的螺旋管及与pvc管连接的真空泵，所述真空袋薄膜设于所述纤维复合材料层和所述预埋件之间，所述pvc管与所述螺旋管通过接嘴连接，所述真空泵用于对所述螺旋管抽真空，所述预埋件具有与接嘴卡固形成的进料口和出料口，所述进料口与树脂盛放容器相连，所述出料口用于在真空环境下在所述真空泵的抽吸力下将树脂抽入到放置于所述真空腔内的所述纤维复合材料层中，所述第二压合件抵压所述预埋件以对所述纤维复合材料层9施加压力。
10.可选的，所述的纤维复合材料试件制作装置，所述第一压合件包括至少两个，至少两个所述第一压合件层叠且可开合地设置。
11.可选的，所述的纤维复合材料试件制作装置，所述预埋件的尺寸大于所述第一压合件，所述螺旋管埋设在所述预埋件的朝向所述第一压合件的表面内且所述预埋件埋设有所述螺旋管的内表面铺设有第二真空袋薄膜；
12.所述真空袋薄膜包括所述第二真空袋薄膜和铺设于所述第一压合件的上表面的
第一真空袋薄膜；
13.所述第一真空袋薄膜和所述第二真空袋薄膜采用真空密封胶带粘接固定以形成所述真空腔，所述纤维复合材料层放置在所述真空腔内。
14.可选的，所述的纤维复合材料试件制作装置，所述预埋件为钢板，所述预埋件朝向所述第一压合件的表面开设有凹槽，所述螺旋管嵌固在所述凹槽内且所述螺旋管的外表面与所述凹槽的槽口相平，所述螺旋管与凹槽之间设有所述第二真空袋薄膜。
15.可选的，所述的纤维复合材料试件制作装置，所述第一真空袋薄膜上还铺设有一层第一脱膜布，所述纤维复合材料层适于放置在所述第一脱膜布上方且所述纤维复合材料层上方适于附有一层第二脱膜布。
16.可选的，所述的纤维复合材料试件制作装置，所述试件制作装置还包括导流网，所述导流网设置在所述第二脱膜布及第二真空袋薄膜之间，用于将所述进料口的树脂在真空环境下贯入到所述纤维复合材料层中。
17.可选的，所述的纤维复合材料试件制作装置，所述压合组件还包括：
18.顶压件，所述顶压件设置于所述第二压合件的下方、所述预埋件的上方并适于对所述预埋件施加朝向所述第一压合件方向的压力。
19.可选的，所述的纤维复合材料试件制作装置，所述顶压件为千斤顶。
20.可选的，所述的纤维复合材料试件制作装置，所述接嘴为硅胶接嘴，所述硅胶接嘴的中间设有贯通的通孔且底部设有与所述通孔连通的十字形通道，所述螺旋管穿过所述十字形通道；
21.所述出料口还通过所述硅胶接嘴与树脂收集器相连。
22.可选的，所述的纤维复合材料试件制作装置，所述调节件为螺母，所述支撑件为螺杆或丝杆。
23.本实用新型技术方案，具有如下优点：
24.1.本实用新型的纤维复合材料试件制作装置，通过设置一个第二压合件和至少一个第一压合件，其中第二压合件的重量大于第一压合件，利用第二压合件的重力作用对纤维复合材料层施加压力，使得处于第一压合件和预埋件之间的待复合的纤维受到挤压力而紧密地复合在一起，相比传统的湿粘法和真空抽灌法，本实用新型的装置制品纤维与树脂的比例明显提高，孔隙率减小到10％以下，气泡极少，含有的多余胶量减小至整个试件20％，强度相较于湿粘法提升90％，相较于真空抽灌法提高60％，质量轻。
25.2.本实用新型的纤维复合材料试件制作装置，还包括脱膜布，第一压合件上的脱膜布的设置可以防止其他真空辅助材料粘贴在产品上，使得成型的试件更容易与多余的胶脱离，使得制品表面一致。
26.3.本实用新型的纤维复合材料试件制作装置，导流网的设置，在导流过程中促进树脂流动，确保树脂在真空状态下可以从螺旋管中自由贯穿到复合纤维材料层中。
27.4.本实用新型的纤维复合材料试件制作装置，顶压件为手动式千斤顶。结构简单，可以直接从市场上购买，成本较低，整个工作过程更加环保。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对
具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本实用新型实施例的纤维复合材料试件制作装置的主视结构示意图；
30.图2为本实用新型实施例的纤维复合材料试件制作装置的各组分层叠结构示意图(省略了螺旋管、第二压合件、顶压件及架体)；
31.图3为本实用新型实施例中的纤维复合材料试件制作装置的预埋件的结构示意图；
32.图4为本实用新型实施例中的纤维复合材料试件制作装置的真空泵的结构示意图；
33.图5为本实用新型实施例中的纤维复合材料试件制作装置的树脂收集器的结构示意图。
34.附图标记说明：
35.1、第二压合件；2、第一压合件；3、底座；4、顶压件；5、调节件；6、支撑件；7、第一真空袋薄膜；8、第一脱膜布；9、纤维复合材料层；10、第二脱膜布；11、导流网；12、第二真空袋薄膜；13、预埋件；130、凹槽；14、进料口；15、出料口；16、真空泵；17、树脂收集器。
具体实施方式
36.下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
37.实施例1
38.请参阅图1至图5，本实施例提供的一种纤维复合材料试件制作装置，包括架体、压合组件和真空装置。其中架体包括底座3和竖向设于底座3上至少一个支撑件6。压合组件包括至少一个第一压合件2、一个第二压合件1和一个顶压件4，第一压合件2设置于底座3上，第二压合件1通过调节件5可升降地设置在支撑件6上，调节件5与支撑件6构成自锁结构。第一压合件2的上表面适于放置纤维复合材料层9，第二压合件1的重量大于第一压合件2。顶压件4设置于第二压合件1的下方、预埋件的上方并适于施加压力作用在第一压合件2和预埋件13之间的纤维复合材料层9上。使得树脂能够将相邻两层纤维材料紧密地粘接在一起，从而形成高强、轻质、紧密的纤维复合材料层9。真空装置包括真空袋薄膜、与真空袋薄膜粘贴的预埋在预埋件内的螺旋管及通过pvc管相连的真空泵16，真空袋薄膜设于纤维复合材料层和预埋件之间，pvc管与螺旋管通过接嘴连接，纤维复合材料层9放置在真空腔内，真空泵16用于对真空腔抽真空，从而使得纤维复合材料层9处于真空状态，预埋件具有与接嘴卡固形成的进料口14和出料口15，进料口14与树脂盛放容器连通用于给纤维复合材料层9提供树脂，螺旋管用于提高树脂从pvc管道纤维复合材料层的流动，树脂延其分散，出料口15用于在真空环境下在真空泵16的抽吸作用下将树脂抽入到纤维复合材料层9中。也就是说本实用新型采用对纤维复合材料层9进行真空抽灌并在压力作用下，与传统的湿粘法和真空抽灌法相比，制品的纤维与树脂的比例明显提高，孔隙率减小到10％以下，气泡极少，含
有的多余胶量减小至整个试件20％，强度相较于湿粘法提升90％，相较于真空抽灌法提高60％，质量更轻，制得的纤维复合材料质量更高。
39.如图1所示，第一压合件2呈板状，包括五个。可选的，第一压合件2包括至少三个，至少三个第一压合件2层叠设置，任意相邻两个第一压合件2可开合地设置。也就是说，第一压合件2的数量，根据实际需求进行选择设计，比如两个、三个、四个、五个、六个等等。多个第一压合件2中，最下方的第一压合件2也即与底座3连接的第一压合件2可以直接焊接固定在底座3上，也可以直接放置在底座3上；或者在底座3上对应开设有卡槽。第一压合件2卡接在卡槽内等本领域技术人员容易想到且易于实现的固定方式。
40.第一压合件2中，靠近第二压合件1的第一压合件2也即如图1所示的最上端的第一压合件2的重量大于其他第一压合件2的重量。可选的，第一压合件2中除靠近预埋件13的第一压合件2以外，其他所有第一压合件2的重量相等。可选的，所有第一压合件2采用同种材质比如钢板，尺寸也相等，也可以采用不同材质，作为可替换的实施例，所有第一压合件2的重量或厚度或尺寸相等。
41.优选的，如图2和图3所示，本实施例的预埋件13的尺寸大于第一压合件2，预埋件13设置在第一压合件2和第二压合件1之间，螺旋管埋设在预埋件13的朝向第一压合件2的表面内，更具体的，如图3所示，预埋件13为钢板，预埋件13朝向第一压合件2的表面也即如图3所示的前表面开设有凹槽130，螺旋管嵌固在凹槽130内且螺旋管的外表面与凹槽130的槽口相平，使得螺旋管不会凸起以影响纤维制品的美观。更具体的，凹槽130与螺旋管之间铺设有第二真空袋薄膜，也就是说，真空袋薄膜铺设在预埋钢板的设有凹槽130的一面，之后再将螺旋管嵌固在凹槽130内，相当于螺旋管的内表面铺设有第二真空袋薄膜。需要说明的是，如图3所示，本实施例的凹槽130为直槽，包括两个，两个直槽成l字形且两个直槽的一端均与进料口相通、另一端朝向远离进料口的方向直线延伸。对于真空袋薄膜而言，包括第一真空袋薄膜7和第二真空袋薄膜12。具体的，如图3所示，第一真空袋薄膜7和第二真空袋薄膜12采用真空密封胶带粘接固定以形成真空腔，纤维复合材料层9放置在真空腔内。需要说明的是，螺旋管通过纸胶带固定在凹槽130内。
42.优选的，如图2所示，第一真空袋薄膜7上还铺设有一层第一脱膜布8，纤维复合材料层9适于放置在第一脱膜布8上方且纤维复合材料层9上方适于附有一层第二脱膜布10。脱膜布的设置可以防止其他真空辅助材料粘贴在产品上，使得成型后的制品试件更容易与多余的树脂胶脱离，保证制品的表面一致。
43.优选的，如图2所示，试件制作装置还包括导流网11，导流网11设置在第二脱膜布10及第二真空袋薄膜12之间，用于将进料口14的树脂在真空环境下贯入到纤维复合材料层9中。导流网11为形状与试件及预埋件13相匹配，比如如图所示为板状。在导流过程中可以促进树脂的流动，确保树脂在真空状态下可以从螺旋管中自由贯穿到纤维层中。
44.优选的，出料口15和进料口14均嵌设有硅胶接嘴，硅胶接嘴的中间设有贯通的通孔且底部设有与通孔连通的十字形通道，螺旋管穿过十字形通道。出料口15还通过硅胶接嘴与树脂收集器17相连。如图3所示，预埋件13为方形预埋件13，其两个对角也即如图3所示的左上角和右小角位置分别为进料口14和出料口15，此两个位置卡固有硅胶接嘴，可以得知的是硅胶接嘴还起到了固定第二真空袋薄膜12的作用。通孔用于连接pvc管。
45.对于顶压件4而言，顶压件4为现有常规的千斤顶，比如手动式千斤顶或液压驱动
式千斤顶等。操作时，通过手动操作对预埋件13施加压力，第二压合件1抵压在千斤顶上方对千斤顶施加反作用力，使得第一压合件2和预埋件13之间的纤维进行复合。作为可替换的实施例，也可以不设置顶压件4，仅仅设置第二压合件1和第一压合件2，也即不设置顶压件4，利用第二压合件1的重量大于第一压合件2，从而依靠第二压合件1的重力作用，对第一压合件2和预埋件13的纤维施压使得纤维进行复合。可选的，顶压件4的中垂线和底座3、第一压合件2及第二压合件1的中垂线重合。
46.对于第二压合件1而言，可选为钢材质。其尺寸要大于第一压合件2，与底座3的尺寸相当或略小。
47.本实施例调节件5优选为螺母，支撑件6优选为螺杆。具体的，如图1所示，第二压合件1的上下表面分别设有螺母，也就是说一个支撑件6和第二压合件1之间对应两个螺母。作为可替换的实施例，第二压合件1与一个支撑件6之间也可仅仅设有一个螺母。该螺母可以直接焊接固定在第二压合件1上的通孔内。作为另一种可替换的实施例，支撑件6为丝杆，调节件5为螺母或者具有内螺纹的滑块等。
48.可选的，对于支撑件6的数量而言，本实施例支撑件6的数量为四个，四个支撑件6分布在第二压合件1的四个角位置。
49.对于本实施例的树脂收集器17、真空泵16及树脂盛放容器的结构而言，不做详细描述和限定。
50.本实施例的装置使用方法：先制作预埋件13，在进料口14和出料口15嵌设硅胶接嘴，将预埋件13通过纸胶带固定在凹槽130中，此部分制作完毕后，翻转180
°
平铺在(图2所示)的导流网11上，然后放置螺旋管预埋钢板上，在其上方放上千斤顶。最后剪下一段pvc真空管，连接真空泵16和树脂收集器17。此时用管卡夹紧进料口14一端的pvc管，确保形成一个真空的环境。全部的工艺准备完毕。
51.在加树脂之前，必须进行真空测试。打开真空泵16并抽真空，指针开始上升，待指针保持在一个压强，没有变化时，关闭真空泵16，用管卡夹紧连接树脂收集器17和出料口15的pvc管，等待15分钟后，打开管卡，如果读数下降，说明压强降低，没有形成真空环境；如果读数保持不变，说明压强没有减少，形成了真空环境。
52.检查形成真空环境之后，打开所有管卡，打开真空泵16，进料口14一端的pvc管放入盛有一定量的容器内，树脂慢慢被抽进纤维层中，待纤维层完全被树脂浸润，千斤顶工作，开始施压，加载到0.05mpa，此时真空泵16一直工作，直到出料口15的树脂几乎没有为止。经发明人试验测试，其最终的试件经过测试发现含有的多余胶量减小至整个试件20％，强度相较于湿粘法提升90％，相较于真空抽灌法提高60％。
53.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。