连续纤维树脂基复合板制备模具及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种连续纤维树脂基复合板制备模具及其制备方法，该制备模具包括模具盒，模具盒内设有若干缠绕柱，模具盒顶部开口设有顶板，顶板上设有与缠绕柱对应的限位孔，顶板和模具盒底部分别设有与输料管和真空管连接的螺纹孔。该制备模具及制备方法制备的带孔连续纤维树脂基复合板，能够优化当前连续纤维树脂基复合材料构件之间的机械连接方式，解决连接处强度低、易断裂等问题。易断裂等问题。易断裂等问题。

【技术实现步骤摘要】
连续纤维树脂基复合板制备模具及其制备方法


[0001]本专利技术涉及复合材料成型及连接技术方法领域，特别涉及一种连续纤维树脂基复合板制备模具及其制备方法。

技术介绍

[0002]连续纤维树脂基复合材料充分发挥了强纤维的力学性能优势，使得复合材料拥有高模量，高强度，低密度等优良物理性能。该材料在诞生之处就引起了工业界、学术界的重视，起初主要应用于航空工业、高端体育用品、超级跑车等高端领域，价格昂贵。
[0003]近年来，随着碳纤维、玻璃纤维等纤维材料和各种树脂材料的产量增加，以及包括手糊成型、模压成型、热压罐成型等的传统工艺技术和包括自动铺放技术（ATL）的新兴复合材料成型技术的成熟，纤维树脂基复合材料的材料成本、人工成本都大幅度降低，应用趋于平民化。甚至民用建筑也有许多纤维复合材料的应用，如碳纤维增强复合材料（CFRP）加固修复钢结构技术应用多年。还有许多大型建筑构件也逐步使用强度更大、质量更轻、疲劳寿命更长的成型碳纤维复合材料结构件代替钢结构，如将碳纤维复合材料用于输电杆塔的建造，这就带来一个问题，现有连续纤维复合材料现有的型技术皆为一体化成型，现有的连接技术（热熔连接）存在纤维断面使得连接处存在强度断层的缺点，且仅适用于热塑树脂基。成型一个大型建筑构件难度高，且运输成本巨大。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种连续纤维树脂基复合板制备模具及其制备方法，优化当前连续纤维树脂基复合材料构件之间的机械连接方式，解决连接处强度低、易断裂等问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种连续纤维树脂基复合板制备模具，包括模具盒，模具盒内设有若干缠绕柱，模具盒顶部开口设有顶板，顶板上设有与缠绕柱对应的限位孔，顶板和模具盒底部分别设有与输料管和真空管连接的螺纹孔。
[0006]优选的方案中，所述模具盒包括底板，底板两侧设有侧挡板，侧挡板的两端设有端部挡板，底板上对应侧挡板和端部挡板设有限位槽，端部挡板两端设有卡装凸起，侧挡板上对应卡装凸起设有卡装槽。
[0007]优选的方案中，所述缠绕柱数量为九组，呈阵列分布。
[0008]优选的方案中，所述缠绕柱的直径为6
‑
16mm。
[0009]本专利技术还提供一种连续纤维树脂基复合板制备方法，包括如下步骤：步骤一、准备连续纤维材料、树脂材料和脱模剂；步骤二、将脱膜剂涂抹在模具盒中，将连续纤维围绕缠绕柱进行分层缠绕形成缠绕体，连续纤维分布在缠绕柱之间，将每束缠绕完一个周期之后的连续纤维沿远离缠绕柱的同一方向排列，在模具盒内分布；步骤三、将顶板底部涂抹脱模剂后，压装在模具盒顶部；
步骤四，将输料管和真空管分别与顶板和模具盒底部的螺纹孔连接，输料管与树脂材料泵送机构连接，真空管与真空机连接，真空机工作对模具盒进行抽真空，达到真空状态后，输料管开始输送树脂，直至真空管中流出树脂，停止送料，关闭真空机；步骤四、静置或将模具置于烤箱中，待固化成型后，脱模取出，完成复合板制备。
[0010]优选的方案中，所述步骤一中，树脂材料为环氧树脂，将环氧树脂和固化剂进行混合，环氧树脂和固化剂的比例为4：1，环氧树脂和固化剂进行搅拌，搅拌后置于真空干燥器中除泡。
[0011]优选的方案中，所述步骤二中，缠绕柱的数量为九组，呈矩形阵列分布，连续纤维沿缠绕柱的分布进行斜向依次缠绕，层与层之间的连续纤维交叉设置。
[0012]优选的方案中，所述步骤二中，首先完成连续纤维的缠绕，再将模具盒的侧挡板和端部挡板进行安装。
[0013]优选的方案中，所述步骤四中，当完成输料后，将输料管和真空管取下，将封堵旋钮安装在螺纹孔。
[0014]本专利技术提供的一种连续纤维树脂基复合板制备模具及其制备方法，能够制备带孔的连续纤维树脂基复合板，不需要另外进行连接孔加工，不会破坏连续纤维的连续性，方便连续纤维树脂基复合材料之间的连接，降低大型连续纤维树脂基复合材料构件的加工，便于构件之间的机械连接，且在连接过程中不会破坏复合材料中的连续纤维，保证了连续纤维的完整性，增强了构件连接处的强度。
附图说明
[0015]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：图1为本专利技术模具的结构示意图；图2为底板的俯视图；图3为侧挡板与端部挡板的配合示意图；图4为本专利技术的封堵旋钮的结构示意图；图5为本专利技术的输料管的结构示意图；图6为真空管的结构示意图；图7为连续纤维的缠绕示意图；图8为本专利技术的实施流程图；图中：模具盒1，缠绕柱2，顶板3，输料管4，真空管5，螺纹孔6，封堵旋钮7，底板101，侧挡板102，端部挡板103，限位槽104，卡装凸起105，卡装槽106，限位孔301。
具体实施方式
[0016]如图1~6所示，一种连续纤维树脂基复合板制备模具，包括模具盒1，模具盒1内设有若干缠绕柱2，缠绕柱2分布在模具盒1的端部区域，在本实施例中，所述缠绕柱2数量为九组，呈阵列分布，将缠绕柱2设置为九组，有助于将连续纤维均匀缠绕在缠绕柱2之间。
[0017]模具盒1顶部开口设有顶板3，顶板3嵌入模具盒1上侧，顶板3上设有与缠绕柱2对应的限位孔301，保证顶板3的正确安装，顶板3和模具盒1底部分别设有与输料管4和真空管5连接的螺纹孔6，输料管4与真空管5的端部设有外螺纹，方便输料管4与真空管5的安装。
[0018]优选的，如图2~3所示，所述模具盒1包括底板101，底板101为矩形板，底板101两侧设有侧挡板102，侧挡板102的两端设有端部挡板103，端部挡板103设置在两组侧挡板102之间，底板101上对应侧挡板102和端部挡板103设有限位槽104，侧挡板102和端部挡板103下端插装在限位槽104中，端部挡板103两端设有卡装凸起105，侧挡板102上对应卡装凸起105设有卡装槽106，侧挡板102为“T”形结构，通过将卡装凸起105卡装在卡装槽106中，实现侧挡板102和端部挡板103的相互嵌装。
[0019]通过将底板101、侧挡板102和端部挡板103设置为可拆装结构，在进行连续纤维缠绕后，再将侧挡板102和端部挡板103拼装在底板101上，方便连续纤维的缠绕。
[0020]优选的，所述缠绕柱2的直径为6
‑
16mm。在本实施例中，缠绕柱2的直径是10mm，缠绕柱2之间的中心距为40mm。
[0021]如图8所示，一种连续纤维树脂基复合板制备方法，包括如下步骤：步骤一、准备连续纤维材料、树脂材料和脱模剂。
[0022]连续纤维材料为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、聚乙烯纤维、PBO纤维中的一种或几种。
[0023]在本实施例中，选用3K T700连续碳纤维，纤维直径7.0μm，密度1.76g/cm3。
[0024]树脂材料为酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、氰酸酯树脂、聚芳基乙炔树脂、聚醚醚酮树脂中的一种或几种，在本实施例中，树脂材料选用环氧树脂，具体为ARALDITE LY 1564 SP CIN。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续纤维树脂基复合板制备模具，其特征在于，包括模具盒（1），模具盒（1）内端部设有若干缠绕柱（2），模具盒（1）顶部开口设有顶板（3），顶板（3）上设有与缠绕柱（2）对应的限位孔（301），顶板（3）和模具盒（1）底部分别设有与输料管（4）和真空管（5）连接的螺纹孔（6）。2.根据权利要求1所述的一种连续纤维树脂基复合板制备模具，其特征在于，所述模具盒（1）包括底板（101），底板（101）两侧设有侧挡板（102），侧挡板（102）的两端设有端部挡板（103），底板（101）上对应侧挡板（102）和端部挡板（103）设有限位槽（104），端部挡板（103）两端设有卡装凸起（105），侧挡板（102）上对应卡装凸起（105）设有卡装槽（106）。3.根据权利要求1所述的一种连续纤维树脂基复合板制备模具，其特征在于，所述缠绕柱（2）数量为九组，呈阵列分布。4.根据权利要求1所述的一种连续纤维树脂基复合板制备模具，其特征在于，所述缠绕柱（2）的直径为6
‑
16mm。5.一种连续纤维树脂基复合板制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、准备连续纤维材料、树脂材料和脱模剂；步骤二、将脱膜剂涂抹在模具盒（1）中，将连续纤维围绕缠绕柱（2）进行分层缠绕形成缠绕体，连续纤维分布在缠绕柱（2）之间，将每束缠绕完一个周期之后的连续纤维沿远离缠绕柱（2）的同一方向排列，在模具...

【专利技术属性】
技术研发人员：方东，朱顺稳，叶永盛，刘沁峰，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：