一种试验用碳纤维筋材模板的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于筋材制备技术领域，尤其是涉及一种试验用碳纤维筋材模板。
【背景技术】
[0002]碳纤维复合材料(CFRP)即是指碳纤维与树脂、金属、陶瓷等基体复合制成的结构材料。碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。1994年至2002年左右，随着从短纤碳纤维到长纤碳纤维的学术研宄，使用碳纤维制作发热材料的技术和产品也逐渐进入军用和民用领域。中国已经有使用长纤碳纤维制作国家电网电缆的使用案例多处。
[0003]碳纤维复合材料不仅具有优良结构性能，同时还具有较好的自感知性能，应用碳纤维复合材料CFRP筋材可以构建智能结构体系，因此研宄CFRP筋材的自感知性能是极为必要的。而经不同碳纤维掺量改性的树脂基体对CFRP筋材的力学性能和自感知特性有很大影响，目前，试验用的CFRP筋材都是直接选用碳纤维公司的产品，而公司的生产线一般很庞大，其基体中碳纤维掺量和筋材几何尺寸无法根据少量的试验要求去调整，现有技术中缺少可供试验使用的碳纤维筋材模板。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中存在无法获取不同尺寸、以及含有不同碳纤维掺量的基体的碳纤维筋材的不足，本发明提供了一种试验用碳纤维筋材模板，实现了通过碳纤维筋材模板获取不同几何几何尺寸的、含有任意碳纤维掺量改性基体的CFRP筋材。
[0005]本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0006]一种试验用碳纤维筋材模板，包括基体入口管、模板本体和基体出口管；所述模板本体的内部为中空结构，所述模板本体的两侧面分别连接基体入口管和基体出口管；所述模板本体包括模板盖板、模板底板和脱模剂，所述模板盖板下端与模板底板上端可拆卸连接，所述脱模剂紧贴在模板底板内壁。
[0007]进一步的，所述模板盖板和模板底板的大小、形状均相同，所述模板盖板的两端分别通过卡扣和铰链连接模板底板两端；所述模板盖板和模板底板两侧面的连接位置处开有与基体入口管和基体出口管相配合的圆孔。
[0008]进一步的，所述模板盖板上开有补料口，补料口处设有补料板，所述补料板与模板盖板可拆卸连接。
[0009]进一步的，所述补料板的两端分别通过卡扣和铰链连接模板盖板的两端。
[0010]进一步的，所述模板底板内壁的中心位置处设有沿基体入口管至基体出口管的纵向肋槽，所述纵向肋槽两边对称分布有多组斜向肋槽。
[0011]进一步的，所述纵向肋槽的宽度为2.5mm，深度为2mm。
[0012]进一步的，所述多组斜向肋槽的间距为10mm，所述斜向肋槽的宽度为2.5mm，深度为2mm，斜肋角度为20° 。
[0013]进一步的，所述脱模剂为聚乙烯醇(PVA)脱模剂。
[0014]进一步的，所述模板本体的形状为长方体或圆柱体。
[0015]本发明的有益效果:
[0016]本发明所述的试验用碳纤维筋材模板，通过设置基体入口管、模板本体和基体出口管，从而获取试验用的不同碳纤维掺量改性基体和不同几何尺寸的CFRP筋材；通过将模板本体设置为彼此可拆卸连接的补料板、模板盖板和模板底板，实现物料的及时添补以及方便后续脱模过程；通过在模板底板设置纵向肋槽和斜向肋槽，以制备出带肋改性基体碳纤维筋材，满足试验需求。利用本发明装置所制备的筋材截面饱满，内部均匀充实，工艺质量可靠。
【附图说明】
[0017]图1为本发明所述试验用碳纤维筋材模板的结构示意图。
[0018]图2为本发明所述试验用碳纤维筋材模板的侧视图。
[0019]图3为本发明所述试验用碳纤维筋材模板的剖视图。
[0020]附图标记说明如下:
[0021]1-基体入口管，2-模板本体，3-基体出口管，201-模板盖板，202-模板底板，203-补料板，204-纵向肋槽，205-斜向肋槽。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
[0023]如图1和图2所示，一种试验用碳纤维筋材模板，包括基体入口管1、模板本体2和基体出口管3 ;所述模板本体2的内部为中空结构，所述模板本体2的形状为长方体或圆柱体。所述模板本体2包括模板盖板201、模板底板202、补料板203和脱模剂，所述脱模剂为聚乙烯醇PVA脱模剂；所述模板盖板201和模板底板202的大小、形状相同，所述模板盖板201的两端分别通过卡扣和铰链连接模板底板202两端；所述模板盖板201和模板底板202两侧面的连接位置处开有与基体入口管I和基体出口管3相配合的圆孔；所述脱模剂紧贴在模板底板202内壁，所述补料板203的两端分别通过卡扣和铰链连接模板盖板201的两端，实现开启和闭合的要求。
[0024]如图3所示，所述模板底板202内壁的中心位置处设有沿基体入口管I至基体出口管3的纵向肋槽204，所述纵向肋槽204两边对称分布有多组斜向肋槽205，所述纵向肋槽204的宽度为2.5mm，深度为2mm。所述多组斜向肋槽205的间距为10mm，所述斜向肋槽205的宽度为2.5mm，深度为2mm，斜肋角度为20°。
[0025]工作过程为:
[0026]使用时，先在模板本体2内壁均匀涂抹与树脂基体匹配的脱模剂；将一定的碳纤维丝顺直平铺在模板底板2内，盖上模板盖板201 ;模板本体2两侧面分别连接基体入口管I和基体出口管3，基体出口管3的另一端与真空泵相连接，在负压的作用下将树脂基体注入到模板本体2内部，将碳纤维丝完全浸润；由于排出了模板本体2内部的空气，在自重作用下碳纤维丝的截面会有所下降，此时，关闭真空泵，打开补料板203，通过补料口继续顺直添加碳纤维丝至模板盖板201顶部；关闭补料口后再次开启真空泵；使后加的碳纤维丝完全浸润于树脂基体之中。待基体初步固化成型后打开模板盖板201的卡扣，脱模后取出碳纤维筋材；完成后，通过对模板本体2的内表面处理之后可以重复使用。
[0027]所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种试验用碳纤维筋材模板，其特征在于，包括基体入口管(I)、模板本体(2)和基体出口管⑶；所述模板本体⑵的内部为中空结构，所述模板本体⑵的两侧面分别连接基体入口管(I)和基体出口管⑶；所述模板本体⑵包括模板盖板(201)、模板底板(202)和脱模剂，所述模板盖板(201)下端与模板底板(202)上端可拆卸连接，所述脱模剂紧贴在模板底板(202)内壁。
2.根据权利要求1所述的一种试验用碳纤维筋材模板，其特征在于，所述模板盖板(201)和模板底板(202)的大小、形状均相同，所述模板盖板(201)的两端分别通过卡扣和铰链连接模板底板(202)两端；所述模板盖板(201)和模板底板(202)两侧面的连接位置处开有与基体入口管(I)和基体出口管(3)相配合的圆孔。
3.根据权利要求1所述的一种试验用碳纤维筋材模板，其特征在于，所述模板盖板(201)上开有补料口，补料口处设有补料板(203)，所述补料板(203)与模板盖板(201)可拆卸连接。
4.根据权利要求3所述的一种试验用碳纤维筋材模板，其特征在于，所述补料板(203)的两端分别通过卡扣和铰链连接模板盖板(201)的两端。
5.根据权利要求1或3所述的一种试验用碳纤维筋材模板，其特征在于，所述模板底板(202)内壁的中心位置处设有沿基体入口管(I)至基体出口管(3)的纵向肋槽(204)，所述纵向肋槽(204)两边对称分布有多组斜向肋槽(205)。
6.根据权利要求5所述的一种试验用碳纤维筋材模板，其特征在于，所述纵向肋槽(204)的宽度为2.5mm，深度为2mm。
7.根据权利要求5所述的一种试验用碳纤维筋材模板，其特征在于，所述多组斜向肋槽(205)的间距为10mm，所述斜向肋槽(205)的宽度为2.5mm，深度为2mm，斜肋角度为20。。
8.根据权利要求1所述的一种试验用碳纤维筋材模板，其特征在于，所述脱模剂为聚乙烯醇PVA脱模剂。
9.根据权利要求1所述的一种试验用碳纤维筋材模板，其特征在于，所述模板本体(2)的形状为长方体或圆柱体。
【专利摘要】本发明提供了一种试验用碳纤维筋材模板，包括基体入口管、模板本体和基体出口管；所述模板本体的内部为中空结构，所述模板本体的两侧面分别连接基体入口管和基体出口管；所述模板本体包括模板盖板、模板底板和脱模剂，所述模板盖板下端与模板底板上端可拆卸连接，所述脱模剂紧贴在模板底板内壁；所述模板盖板上开有补料口，补料口处设有补料板，所述补料板与模板盖板可拆卸连接；所述模板底板内壁的中心位置处设有沿基体入口管至基体出口管的纵向肋槽，所述纵向肋槽两边对称分布有多组斜向肋槽。利用本发明模板可以获取试验用的不同碳纤维掺量改性基体和不同几何尺寸的CFRP筋材；所制备的筋材截面饱满，内部均匀充实，工艺质量可靠。
【IPC分类】G01N1-28
【公开号】CN104880349
【申请号】CN201510263645
【发明人】刘荣桂, 许兆辉, 谢桂华, 丁勇, 刘聃, 黄俊捷, 梁戈
【申请人】江苏大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月21日