一种制作复合材料实验试样的制备辅具及热压方法与流程

本发明涉及热压技术领域，尤其涉及了一种制作复合材料实验试样的制备辅具及热压方法。

背景技术：

普通热压成型辅具，由于压板与模板之间的配合间隙较大，厚度方向尺寸较小，使用现有技术的热压方法在热压过程中压板存在欠定位问题，导致压板与底板在成型过程中，上下两个面的平行度无法保证，进而成型环境压力不均等，成型后的试样厚度不均匀。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的就在于提供了一种制作复合材料实验试样的制备辅具及热压方法，通过压板的导向柱与模板的导向柱孔的配合，有效保证了压板的下表面与底板上表面的平行度，进而保证复合材料热压成型环境的压力均等，成型后的复合材料实验试样厚度均匀；同时，制作简单、成本低廉，容易操作，试样制备合格率高。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：

一种制作复合材料实验试样的制备辅具，包括由下至上依次设置的底板、模板、压板，所述底板的周部均匀开设有多个安装孔，多个安装孔内设置有紧固螺钉；所述模板为一中空结构，且模板的周部设置有多个连接孔；其中多个连接孔的数量与多个安装孔的数量相同，多个连接孔内设置有与紧固螺钉相匹配的内螺纹；所述压板的形状与模板的内部空腔形状相同，且压板的外周部均匀设置有多个导向柱；在所述模板的内部空腔上开设有多个导向柱孔，多个导向柱孔与多个导向柱相匹配。

作为一种优选方案，所述底板呈圆盘状，且底板上的安装孔为沉头孔。

作为一种优选方案，所述紧固螺钉为内六角紧固螺钉。

作为一种优选方案，所述模板的多个连接孔与多个导向柱孔交错设置。

一种基于所述制备辅具的复合材料实验试样热压方法，包括如下步骤：

（1）将模板水平放置，在模板上放置底板，底板通过紧固螺钉穿过底板的安装孔螺接至模板的内螺纹上，模板的内部空腔与底板形成一容纳凹槽；

（2）将步骤（1）中已经连接好的模板与底板翻转，把制备好的复合材料粉状物放入容纳凹槽内，并使得复合材料粉状物充分平整，通过将压板的导向柱放入模板的导向柱孔内使得压板放入模板的内部空腔内，再用工具对压板的上表面施加预紧力；

（3）将已置入复合材料粉状物的制备辅具水平搬运至平板硫化机上，常温情况下预压一段时间；

（4）将步骤（3）中预压后的制备辅具放入真空干燥箱内，升温至一定温度并保温一段时间；

（5）将步骤（4）中干燥后的制备辅具快速搬运至平板硫化机上，在一定压力下空冷至室温；

（6）取下紧固螺钉和底板，将制备辅具翻转后把模板放在等高块上，使用工具对压板的上表面敲击，压板与复合材料实验试样脱出，取下复合材料试样。

作为一种优选方案，所述步骤（1）中模板水平放置时多个连接孔朝上，底板的安装孔朝上并与多个连接孔对齐。

作为一种优选方案，所述步骤（3）中预压的压力为4-6mpa，预压时间为18-22min。

作为一种优选方案，所述步骤（4）中真空干燥的温度为200-205℃，真空干燥的时间为2-2.5h。

作为一种优选方案，所述步骤（5）中空冷的压力为9-11mpa。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明通过压板的导向柱与模板的导向柱孔的配合，有效保证了压板的下表面与底板上表面的平行度，进而保证复合材料热压成型环境的压力均等，成型后的复合材料实验试样厚度均匀；同时，制作简单、成本低廉，容易操作，试样制备合格率高。

附图说明

图1是本发明中制备辅具的整体结构示意图；

图2是本发明中制备辅具的爆炸图；

图3是本发明中模板的结构示意图；

图4是本发明中底板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例：

如图1~4所示，一种制作复合材料实验试样的制备辅具，包括由下至上依次设置的底板1、模板2、压板3，所述底板1的周部均匀开设有多个安装孔11，多个安装孔11内设置有紧固螺钉12；所述模板2为一中空结构，且模板2的周部设置有多个连接孔21；其中多个连接孔21的数量与多个安装孔11的数量相同，多个连接孔21内设置有与紧固螺钉12相匹配的内螺纹；所述压板3的形状与模板2的内部空腔22形状相同，且压板3的外周部均匀设置有多个导向柱31；在所述模板2的内部空腔22上开设有多个导向柱孔23，多个导向柱孔23与多个导向柱31相匹配。

更为具体的，所述底板1呈圆盘状，且底板1上的安装孔11为沉头孔；其中沉头孔有四个，分别用于安装四个紧固螺钉12。

更为具体的，所述紧固螺钉12为内六角紧固螺钉12，紧固螺钉12有4个，用于连接模板2与底板1。

更为具体的，所述模板2的多个连接孔21与多个导向柱孔23交错设置，使得底板1与模板2充分连接。

更为具体的，所述模板2呈圆盘状，模板2的内部空腔22为四边形，压板3的形状与模板2的内部空腔22相同，其中导向柱孔23位于内部空腔22四边形的四个角上，导向柱31位于压板3的四个角上，压板3的导向柱31与模板2的导向柱孔23匹配设置。

一种基于所述制备辅具的复合材料实验试样热压方法，包括如下步骤：

（1）将模板2水平放置，在模板2上放置底板1，底板1通过紧固螺钉12穿过底板1的安装孔11螺接至模板2的内螺纹上，模板2的内部空腔22与底板1形成一容纳凹槽；

（2）将步骤（1）中已经连接好的模板2与底板1翻转，把制备好的复合材料粉状物放入容纳凹槽内，并使得复合材料粉状物充分平整，通过将压板3的导向柱31放入模板2的导向柱孔23内使得压板3放入模板2的内部空腔22内，再用工具对压板3的上表面施加预紧力；

（3）将已置入复合材料粉状物的制备辅具水平搬运至平板硫化机上，常温情况下预压一段时间；

（4）将步骤（3）中预压后的制备辅具放入真空干燥箱内，升温至一定温度并保温一段时间；

（5）将步骤（4）中干燥后的制备辅具快速搬运至平板硫化机上，在一定压力下空冷至室温；

（6）取下紧固螺钉12和底板1，将制备辅具翻转后把模板2放在等高块上，使用工具对压板3的上表面敲击，压板3与复合材料实验试样脱出，取下复合材料试样。

更为具体的，所述步骤（1）中模板2水平放置时多个连接孔21朝上，底板1的安装孔11朝上并与多个连接孔21对齐。

更为具体的，所述步骤（3）中预压的压力为4-6mpa，预压时间为18-22min。

更为具体的，所述步骤（4）中真空干燥的温度为200-205℃，真空干燥的时间为2-2.5h。

更为具体的，所述步骤（5）中空冷的压力为9-11mpa。

本发明可以制备的复合材料如pe-uhmw／go等，步骤（2）和步骤（6）中的工具可以为木槌等。

综上所述，本发明通过压板3的导向柱31与模板2的导向柱孔23的配合，有效保证了压板3的下表面与底板1上表面的平行度，进而保证复合材料热压成型环境的压力均等，成型后的复合材料实验试样厚度均匀；同时，制作简单、成本低廉，容易操作，试样制备合格率高。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。