专利名称：一种复合结构之制造方法
技术领域：
本发明系关于一种用于制造一复合结构之方法，应用于建筑、土木及机械
等领域的设备，具体而言，系关于以下状态，由固体颗粒制成之填充物(主材 料)及包含流体硬化剂之辅助材料被均匀混合且处理，以形成一复合结构，该 结构由紧固结合在一起之填充物及硬化剂组成。
背景技术：
吾人一般注意到，越来越需要开发一种具有改进物理及化学特性之复合结 构，其可应用于包括土木、建筑及机械等之各种领域。对于藉由适当混合材料由固体填充物及流体硬化剂之混合物形成之复合 物的需求日益增大，因此，此种用于形成一复合结构之方法被广泛应用，此系 因为其在制备具有各种不同特征之复合物时极为简便，只需藉由改变填充物、 颗粒大小、硬化剂种类及固体填充物与流体硬化剂之混合比例即可。在将固体颗粒之辅助材料填充物添加至硬化剂之主要材料时，由于均匀混 合之填充物与硬化剂具有极佳之流动性，从而易于制造各种类型与形状之复合 结构，但是，藉由将辅助材料流体硬化剂添加到主要材料填充物所形成之混合 物不能用于制造各种类型与形状之复合结构，此系因为该等混合物之流动性较 差。随着硬化剂之混合比率降低，由于混合物之高黏性及低流动性，从而使模 制可用性降低，随着固态填充物原材料之相应增加，复合物之机械及物理特性 将显著改进。相应地，习知制造方法系将填充物(即包括该等固体颗粒之主材料)与辅 助材料(即流体硬化剂)之良好混合复合物放置于搅拌器中，藉由施加外力而 使之均匀混合，在硬化剂自然硬化之后，将一复合结构自模具中分离。但是，此等习知制造方法具有以下缺点，g卩当固体颗粒之比例很高时， 由于不能将该混合物装牢固地装填于一模具中，所以对于一复合结构之形状有 严重限制问题；由于必须添加搅拌设备以均匀混合该等固体填充物及该流体硬 化剂(需要极大之作用力来混合该等填充物及该硬化剂)，从而使效率低下，导 致生产过程之复杂性；需要过度之外力将该低黏性及流动性混合物填充到模具 中，且需要藉由振动模具来稳定该混合物。此外，根据现有方法，混合物不可能没有微小气孔，其系由于在制程中藉 由搅拌器施加外力混合填充物及硬化剂而导致，同时，在硬化过程中，由于该 混合物之高黏性而不能将气孔排放到外部，从而导致所形成之复合结构具有很 差之机械及物理特性。
发明内容
技术问题相应地，本发明之主要目的系解决上述问题，从而提供一种简易方法，以 制造各种具有出色机械及物理特性之复合物。
技术方案为实现上述目的，本发明包括以下步骤，即将一主材料(即填充物之固 体颗粒)及辅助材料(即流体硬化剂)放置在一模具中，藉由在所需时间内， 将该等填充物及硬化剂保持一真空状态而将其进行混合，藉由硬化该混合物而 完成一复合物之形成。
有利效果本发明系关于一种用于藉由在一模具(10)中采用填充物(A)及流体硬 化剂(B)之硬化过程制造一复合结构之方法，其应用于制造建筑、土木及丰几 械设备，其中当该颗粒状态之填充物(A)(主材料)与该液态之硬化剂(B)
(辅助材料)在保持所需时间之真空状态下，于模具(10)中密实结合，没有 气孔，从而改进机械与物理特性，且由于该过程中所保证之出色可用性，可以 很容易地以低成本大规模生产各种复合结构。
图1至图5说明第一 "实施实例"，用于解释根据本发明之一复合结构。 [13]图6至图IO说明第二 "实施实例"，用于解释根据本发明之一复合结构。 [14]图11至图15说明第三"实施实例"，用于解释根据本发明之一复合结构。 [15]图16至图18系用于解释根据本发明之一复合结构之应用的实例。
具体实施例方式以下歩骤参考图1至图5，采用每一过程之顺序，解释了根据本发明之 一用于制造复合结构之方法的第一 "实施实例"。步骤l.将固态颗粒状态之填充物放置在一模具(10)中(参考图l)。[18]固态颗粒状态之填充物A被均匀分布于模具(10)中，尽管由于模具(10) 本身之尺寸，使之具有复杂度及狭窄空间。填充物(A)之尺寸及质量可由使用者根据既定要求正确判断。在此"实 施实例"中，该等填充物(A)使用花岗石。步骤2.将流体硬化剂(B)(辅助材料)放置在模具(10)中(参考图2)。相关领域中，可以藉由一化学及/或物理反应由一液态(例如，液体、溶胶 或浆体)硬化为固态之所有材料均可用作本发明中之流体硬化剂(B)。在"实 施实例"中，该等流体填充物(B)系添加有硬化剂之环氧树脂。步骤3.将填充有填充物(A)及流体硬化剂(B)之模具(10)放置在真 空室(20)内(参考图3)。步骤4.在该真空室(20)中，藉由在一预定时间内保持一真空状态，将 该填充物(A)及该流体硬化剂(B)混合(参考图4)。藉由操作真空泵(30)在该真空室(20)内维持一固定程度之真空，在该 真空室(20)内形成真空压力。在上述真空压力下，尽管该流体硬化剂(B)具有高黏性且填充物之间的 区域狭窄，但可以很好地将该流体硬化剂(B)注入该等填充物(A)之颗粒间 的区域。为使该流体硬化剂(B)快速注入填充物(A)之颗粒间的区域内，最好形 成适当排气孔，用于排出该模具(10)中之空气。可以根据复合物之类型和形 状、该等填充物(A)之类型和大小及该流体硬化剂(B)之特征，正确调整该 等排气孔之位置、大小及数目。步骤5.藉由硬化该流体硬化剂(B)(其构成混合物(C)之一部分)而完 成一复合结构(D)(参考图5)。 —旦填充物(A)及硬化剂(B)被均匀混合之后，混合物(C)既可在真 空室(20)内被自然硬化，同时填充有该混合物(C)之模具(10)保持一所 需时间(此处，该真空室内不必处于一真空状态)，混合物(C)也可以在模具 (10)自真空室(20)内取出之后，在空气内保持一所需时间，以自然硬化。在使用复合结构(D)时，如果需要，复合结构(D)可以在未自模具(10) 分离时被使用。对于第一"实施实例"，制成一环氧树脂花岗石之复合结构(D)， 其中环氧树脂与花岗石之重量比为10: 1，填充密度大于90%。根据本发明之较佳具体实施例，当该等填充物(A)及该硬化剂(B)在一
真空状态下保持所需时间而被混合时，不需要应用外部作用力来推动该混合物
(C)，以将该混合物(C)紧密地填充到模具(10)内，或者像习知混合方法 中之方式一样，采用一搅拌器对该等填充物(A)及该硬化剂(B)进行物理强 制混合。此外，根据本发明之上述具体实施例形成之一复合结构具有模制可用性， 其可以很容易地制成各类复合物，从而使它们更广泛地应用于多种领域，而且 由于填充物(A)与液体硬化剂(B)之紧密结合而在混合物中没有气孔，所以 其具有显著改进之机械及物理特性。以下步骤参考图6至图10，采用每一过程之顺序，解释了根据本发明之一 用于制造复合结构之方法的第二 "实施实例"。步骤1.将固态颗粒状态之填充物(A)(主材料)放置在一模具(10)中 (参考图6)。步骤2.将填充有填充物(A)之模具(10)放置在一真空室(20)内(参 考图7)。步骤3.将流体硬化剂(B)(辅助材料)放置在模具(10)中(参考图8)。流体硬化剂(B)经由附接在真空室(20)内之补给单元(23)放置在该 真空室(20)内之模具(10)中。流体硬化剂(B)之补给单元(23)可藉由以手动或手动方式打开/关闭补 给线以及任何可用于处理此功能之习知装置来控制硬化剂之数量。步骤4.在真空室(20)中，藉由在一预定时间内保持一真空状态，将该 等填充物(A)及该流体硬化剂(B)混合(参考图9)。步骤5.藉由硬化一混合物(C)完成一复合结构(D)(参考图IO)。与第一及第二 "实施实例"不同，第三"实施实例"采用一种方法，将模 具(10)事先放置在真空室(20)之后，将填充物(A)及流体硬化剂(B)放 置在该真空室(20)内之一模具(10)中。另一方面，将参考图16及图18描述根据本发明之用于制造具有支撑框架 (E)之复合结构的方法。首先，支撑框架(E)和固定组件(未示出)，例如托架或夹具，被安装在 一模具(10)内，如图16所示。然后，固态填充物(A)被放置在模具(10)内，使该支撑框架(E)嵌入
在该等填充物(A)中，如图17所示。稍后，将一流体硬化剂(B)填充至该模具(10)，填充物(A)及硬化剂 (B)在一真空室(20)内之一真空状态下被混合，保持一所需时间，最后， 在硬化该混合物(C)之后，完成一复合结构(D)，如图18所示。在第一及第二"实施实例"中，上述在该等模具(10)中安装支撑框架(E) 之过程在第一步骤之前执行，在第三"实施实例"中，该过程在第一步骤之前 或第一及第二步骤之间执行。在上述"实施实例"中可以看出，被增强之支撑框架(E)显著改进了复 合结构(D)之强度，其中优良质量之金属被用作其支撑框架(E)。但是，给出此等实例系出于说明目的，不应被理解为限制本发明之范围， 熟习此项技术者应理解，可以在不背离本发明之原理及主旨情况下进行修改， 其范围限定于申请专利范围及其等价内容之中。例如，无须多言，诸如将上述模具(10)放置在一真空室(20)之内、将 该等模具(10)放置在该真空室(20)或都将其取出以及从真空室(20)内取 出之模具(10)放置在一特定位置等工作将藉由吾人习知之载送体(传送器、 提升或传递工具，如机械手)等自动执行。
权利要求
1.一种用于根据以下步骤制造复合结构之方法将固态主材料放置在模具之步骤；将液态硬化剂放置在该模具中之步骤；在一所需时间内将模具保持一真空状态，同时混合主材料及液态硬化剂之步骤，其中填充物及该硬化剂一起放置在该模具中；藉由硬化混合物而完成一复合结构之步骤。
2. —种用于制造具有其特征之复合物之方法，如权利要求l所述，在将填充物放置在模具中且在安装基本结构之后，完成一具有框架之复合结构。
全文摘要
本发明系关于一种用于藉由在一模具(10)中采用填充物(A)及流体硬化剂(B)之硬化过程制造一复合结构之方法，其应用于建筑、土木及机械等领域，其中当该将颗粒状态之填充物(A)(主材料)与液态之硬化剂(B)(辅助材料)在保持所需时间之真空状态下，于模具(10)中密实结合，没有气孔，从而改进机械与物理特性，且由于该过程中所保证之出色可用性，可以很容易地以低成本大规模制造各种复合结构。
文档编号E04C1/00GK101107408SQ200680002754
公开日2008年1月16日 申请日期2006年1月19日 优先权日2005年1月20日
发明者李容九 申请人:李容九