一种控制纤维增强复合材料板状件厚度的装置的制作方法

本发明涉及纤维增强复合材料技术领域，具体是一种控制真空成型纤维增强复合材料板状件厚度的装置。

背景技术：

纤维增强复合材料力学性能检测过程中，纤维体积分数直接影响检测数据的准确性及检测结果评价。目前，纤维增强复合材料领域采用真空灌注法制备层压板，传统方法通常是将待检测纤维材料放置于两层塑料薄膜或两块玻璃或两块金属模板之间，再放置相应厚度的金属或其它材质垫片控制纤维增强复合材料厚度，进而控制纤维体积分数，最后布置脱模布和导流网，四周用胶条或密封圈封住抽出里面的空气灌注树脂。采用传统方法制作的纤维增强复合材料层压板主要缺点在于：⑴真空灌注过程操作比较复杂，使用辅助材料较多，成本较高；⑵通过垫片控制纤维增强复合材料厚度，对垫片精度、硬度、平整度要求较高，导致垫片制作成本较高；⑶即便是硬度较高的垫片也很容易在使用过程中破损，导致厚度偏差较大，重复使用性较差；⑷采用一端或者多点真空灌注容易导致浸润效果难以控制。⑸采用负压方式难以控制样品厚度。

技术实现要素：

为克服上述现有技术中的缺陷与不足，本发明旨在提供一种控制真空成型纤维增强复合材料板状件厚度的装置，具有操作简单、成本较低、重复使用性较好、浸润效果较好等优点。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：

一种控制真空成型纤维增强复合材料厚度的装置，包括上模具和下模具，其特征在于：

所述上模具、下模具整体均呈板状，所述上模具与下模具之间的空腔用以制备纤维增强复合材料板状件，

所述上模具、下模具在垂直于板面方向的周向边缘上均对应开设有若干垂直连接孔，所述上模具和下模具在垂直于板面方向上利用所述垂直连接孔以及与所述垂直连接孔相适配的垂直连接件相互连接，

所述上模具和/或下模具在垂直于板面方向的周向边缘上还均布有若干定距装置，所述定距装置用以设定所述上模具与下模具之间的距离，使得所述距离与待制备的纤维增强复合材料板状件的厚度一致，各所述垂直连接件在其垂直连接孔中的深度根据所述距离而调节。

在上述任一方案中优选的是：所述上模具、下模具的侧面上均对应开设有若干水平连接孔，每一所述水平连接孔中均设置一水平连接件，所述上模具与下模具之间还通过对应的水平连接件以及与所述对应的水平连接件相适配的连接装置相互连接，且各所述水平连接件在所述连接装置中的位置可调。

在上述任一方案中优选的是：所述垂直连接件、水平连接件均为螺栓，相应地，所述垂直连接孔、水平连接孔均为螺纹孔。

在上述任一方案中优选的是：所述定距装置为千分表，每一所述千分表均设置在所述上模具和/或下模具在垂直于板面方向上的一容置孔中。

在上述任一方案中优选的是：所述连接装置整体为一板状件，包括一上连接孔和一下连接孔，所述上连接孔、下连接孔均为腰型孔，所述上连接孔、下连接孔分别用以放置所述上模具侧面的水平连接件、下模具侧面的水平连接件，且各所述水平连接件在其对应的腰型孔中的位置根据所述距离而调节。

在上述任一方案中优选的是：所述下模具的模腔边缘设有一圈用以引导树脂流动的导流凹槽，所述上模具的中心处设有至少一抽气孔、边缘处设有至少一注胶孔，所述注胶孔的中心与所述导流凹槽垂直，且所述注胶孔的直径与所述导流凹槽的宽度尺寸一致。

在上述任一方案中优选的是：所述导流凹槽的外侧边缘附近设有密封胶条以密封所述上模具、下模具之间的间隙，所述抽气孔、注胶孔的四周均使用真空袋与密封胶条密封。

在上述任一方案中优选的是：所述上模具的长度和宽度，均比所述下模具小。

在上述任一方案中优选的是：在所述上模具边缘设有若干把手，以便于移动所述上模具。

在上述任一方案中优选的是：所述上模具、下模具、连接装置、螺栓均由太空钢材料制备。

与现有技术相比，本发明的控制纤维增强复合材料板状件厚度的装置，其技术优点在于：通过多个定距装置同时控制上模具、下模具之间的距离，保证制备样品不同区域厚度的一致性；定距装置可以反复使用，降低了制备样品成本及反复测量制备更换垫片的流程；下模具中导流凹槽使树脂流动更加均匀，使浸润效果更好；采用水平、垂直双方向控制上模具、下模具距离使其极难变动，使制备样品厚度更加稳定；模具边缘控制上模具、下模具距离的螺纹孔，也能定位，使操作更加简单。

附图说明

图1为按照本发明的控制真空成型纤维增强复合材料板状件厚度的装置的示意图。

图1中：1、上模具；2、下模具；3、侧面连接装置；4、上水平螺纹孔；5、边缘圆孔；6、注胶圆孔；7、抽气圆孔；8、把手；9、上垂直螺纹孔；10、腰型孔；11、下垂直螺纹孔；12、下水平螺纹孔；13、导流凹槽。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

如图1所示，本发明的控制纤维增强复合材料板状件厚度的装置，包括上模具1、下模具2、侧面连接装置3。上模具1、下模具2、侧面连接装置3均由太空钢材料制备，以保证模具的稳定性和准确度。上模具1的长度和宽度优选尺寸为小于下模具2的长度和宽度(10～20)mm。上模具1、下模具2整体均呈板状，上模具1与下模具2之间的空腔用以制备纤维增强复合材料板状件，上模具1、下模具2在垂直于板面方向的周向边缘上均对应开设有若干垂直螺纹孔9、11，上模具1和下模具2在垂直于板面方向上利用上、下垂直螺纹孔9、11以及与上、下垂直螺纹孔9、11相适配的垂直螺栓相互连接，上模具1在垂直于板面方向的周向边缘上还均布有若干定距装置，定距装置优选为千分表，定距装置用以设定上模具1与下模具2之间的距离，使得距离与待制备的纤维增强复合材料板状件的厚度一致，各垂直螺栓在其垂直螺纹孔9、11中的深度根据距离而调节。

上模具1、下模具2的侧面上均对应开设有若干水平螺纹孔4、12，每一水平连接孔中均设置一水平螺栓，上模具1与下模具2之间还通过对应的水平螺栓以及与对应的水平连接件相适配的侧面连接装置3相互连接，且各水平螺栓在侧面连接装置3中的位置可调。侧面连接装置3整体为一板状件，包括一上连接孔和一下连接孔，上连接孔、下连接孔均为腰型孔10，上连接孔、下连接孔分别用以放置上模具侧面的水平螺栓、下模具侧面的水平螺栓，且各水平螺栓在其对应的腰型孔10中的位置根据距离而调节。

在下模具2的模腔边缘设置一圈用以引导树脂流动的导流凹槽13，凹槽深度优选3mm左右，导流凹槽13的外侧边缘放置密封胶条，密封胶条中心距离凹槽13外侧边缘距离优选20mm，以密封所述上模具、下模具之间的间隙，密封胶条宽度优选尺寸为10mm,密封胶条厚度优选尺寸为比制备样品厚度厚3～5mm。按照要求铺放待检样品，待检样品尺寸应小于下模具2中凹槽13的尺寸。上模具1的边缘设有若干把手8，以便于移动所述上模具1。通过把手8移动上模具1，调节上垂直螺纹孔9与下垂直螺纹孔11定位上模具1与下模具2。其中，上垂直螺纹孔9共8个，下垂直螺纹孔11共8个。

再次参见图1，在四个边缘圆孔5分别放置千分表，使用螺栓调节上模具1中上垂直螺纹孔9与下模具2中下垂直螺纹孔11，使上模具1和下模具2的距离与制备样品厚度一致。使用螺栓通过侧面连接装置3中连接腰型孔10，从侧面固定上模具1中上水平螺纹孔4与下模具2中下水平螺纹孔12。其中，上模具1每个边缘的三分之一、三分之二处各有一个上垂直螺纹孔9，下模具2对应位置均有相同尺寸的下垂直螺纹孔11，通过垂直螺栓控制上模具1与下模具2距离，同时对上模具1、下模具2起到定位作用，上垂直螺纹孔9、下垂直螺纹孔11的数量优选均为八个。上模具1每个边缘侧面的四分之一、四分之二、四分之三处各有一个上水平螺纹孔4，下模具2对应位置均有相同尺寸的下水平螺纹孔12，上水平螺纹孔4共12个，下水平螺纹孔12共12个，螺栓可以再连接滑动孔10运动，能够满足控制不同上模具1与下模具2间距离的要求。

再次参见图1，在上模具1几何中心有一个抽气圆孔7，灌注前使用真空袋与密封胶条将抽气圆孔7四周密封，密封尺寸优选40mm×40mm长度×宽度；上模具1中注胶圆孔6的中心与下模具2中凹槽13的中心垂直，上模具1中注胶圆孔6的直径与下模具2中凹槽13的宽度尺寸相同，灌注前使用真空袋与密封胶条将注胶圆孔6四周密封，密封尺寸优选20mm×20mm(长度×宽度)。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的范围之内。