【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高分子材料的成型装置，尤其是涉及一种具有纤维预应的高分子复合材料液体成型装置。
技术介绍
1、复合材料的液体成型技术，在高分子领域有着广泛的应用。例如以高压树脂转移模塑成形（hp-rtm）为代表的新技术，推动着碳纤维复合材料的制造周期缩短至数分钟，在宝马汽车的碳纤维复合材料量产应用中起到了重要的作用。该技术利用高压压力将树脂注入预先铺设有纤维增强材料的密闭成型装置内，经液态树脂流动充模、浸渍、固化和脱模，获得高品质的碳纤维复合材料制品。
2、成型装置是高分子复合材料液体成型的载体，直接影响到其成型质量与生产效率。在成型过程中，液态高分子材料从进料口流入，流经成型装置的型腔，在此与增强材料一起固化成型，获得与型腔形态类似的制品。液体成型的基体原料可以是单体、经初步聚合/缩聚的浆状物、聚合物与单体的溶液等，固化过程中通常发生聚合或缩聚反应。为提升成型效率，成型装备常设有温控系统，结合电加热或模温机控制复合材料成型的环境温度。
3、在复合材料的成型过程中，通过在纤维上施加预应力，可在复合材料基体内较弱相处形成了压缩应力，由此显著降低复合材料制品的热残余应力，抑制形变与微裂纹的产生，成为了提升复合材料制品质量的一种有效措施。由于基体与增强材料（如纤维）的热膨胀系数不匹配，导致复合材料冷却固化成型后形成热残余应力，这有可能引发复合材料制品发生尺寸形变与疲劳强度降低，同时易导致复合材料内部产生微裂纹，引发纤维断裂、分层等损伤，制约了复合材料寿命的提升。复合材料的预应力成型模式，已经在混凝土浇筑施工领
4、将纤维预应力应用到高分子复合材料领域目前仍处于起步阶段。例如专利cn217531960u公开了一种复合材料结构预应力调控装置，主要基于预浸料或者在纤维布基础上涂/粘贴树脂，然后通过外部拉伸组件在纤维上施加预应力，利用加热底板对进行加速固化，由此提升复合材料力学性能、减小热残余应力对复合材料使用寿命的不利影响。
5、由此可见，关于纤维预应力在复合材料成型中的应用，当前的研究主要存在以下特点：
6、（1）主要集中在混凝土施工工程领域。将施加有预应力的纤维布或有树脂涂层的纤维板锚固到建筑物混凝土中，减少了混凝土结构挠度变形、裂缝形成和发展，由此提升建筑结构的极限载荷和剪切应力。
7、（2）现有的高分子复合材料的纤维预应力成型装置，缺乏密封结构，难以有效的适用于复合材料的液体成型工艺，尤其无法适用于具有一定液体压力的成型工艺。
8、（3）现有高分子复合材料的纤维预应力成型装置，主要以预浸料为原材料进行成型制造，由于缺乏独立的流道系统，无法在线调整高分子材料的配方，改进复合材料的原料参数比较困难。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是一种提供具有纤维预应力的复合材料液体成型装置，具有独立流道与密封结构，可在施加了预应力的纤维布上在线浸渍液态高分子材料，尤其适合于具有一定压力的液体成型工艺。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种具有纤维预应力的复合材料液体成型装置，自下而上包括下模、夹具体和上模，其中：
4、下模的顶面，由内向外依次设置有内腔体和密封槽，密封槽外围设置有1~4个定位孔、1~4个连接孔，内腔体由前向后依次设置有进料流道、型腔、出料流道；
5、夹具体，包含有支架、固定夹持部件、活动夹持部件和滑动部件，在支架的左侧固定安装有长条状的固定夹持部件；在支架的右侧设置有长条状的活动夹持部件，通过1~4组可左右滑动的滑动部件将活动夹持部件与支架相连接；纤维布的两端分别固定于固定夹持部件和活动夹持部件中间，纤维布在活动夹持部件向右运动下承受预应力；夹具体放置于型腔的上表面；
6、上模，包括1~8个进料口、1~8个出料口、1~4个连接孔、1~4个定位孔、1~4个起盖孔；其中，进料口与进料流道相连通，出料口与出料流道相连通，上模的定位孔下模的定位孔相贯通并通过定位件进行连接，上模的连接孔与下模的连接孔相贯通并通过紧固件连接。
7、进一步的，固定夹持部件由上固定夹持件和下固定夹持件通过紧固连接而成；活动夹持部件由上活动夹持件与下活动夹持件通过紧固连接而成。
8、进一步的，下固定夹持件的上表面设置有深度为3-15mm的腔体；下活动夹持件的上表面设置有深度为3-15mm的腔体。
9、进一步的，进料流道的纵向截面由前往后逐渐增大的结构；进料流道的底面高于型腔底面1-6mm，出料流道的底面高于型腔底面0.5-5mm。
10、进一步的，支架左侧内表面上开有端面槽，固定夹持部件上加工有与端面槽相配合的结构，与其进行连接；在活动夹持部件上开设有左右贯通的螺纹孔，预应力螺栓通过螺纹孔作用在支架的右表面上。
11、进一步的，支架靠近预应力螺栓处开设有传感器用槽。
12、进一步的，上模顶面设置有手动调隙组件，所述手动调隙组件包括垂直贯通于上模的连接杆；在连接杆上端开设有凸肩，通过螺母将垫板锁紧在连接杆的凸肩上；在连接杆的下端通过螺纹连接着压板；在垫板与上模之间放置有用于调节压板下表面与下模型腔之间间隙的限位块。
13、进一步的，上模顶面设置有电液控制的自动调隙组件，所述自动调隙组件垂直贯通于上模，其下端通过螺纹与压板进行连接。
14、本专利技术的有益效果是：
15、（1）可实现在施加预应力的纤维布上在线浸渍液态高分子材料，制备高性能复合材料。通过在下模设置液态高分子的流道系统，在夹具体上设置施加调控纤维布预应力的结构，同时满足了高分子液体成型与纤维预应力施加的要求；
16、（2）设置有独立的密封结构，可保证高分子材料液体成型工艺的有效实施，尤其适合于具有一定压力的液体成型工艺；
17、（3）设置有独立的流道系统，可以在线调整液态高分子材料的配方，改进复合材料的原料参数，以制备满足不用应用场景要求的高质量复合材料。
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1.一种具有纤维预应力的复合材料液体成型装置，自下而上包括下模（1）、夹具体（2）和上模（3），其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种具有纤维预应力的复合材料液体成型装置，其特征在于：进料流道（111）的纵向截面由前往后逐渐增大；进料流道（111）的底面高于型腔（112）底面1-6mm，出料流道（113）的底面高于型腔（112）底面0.5-5mm。
3.根据权利要求1所述的一种具有纤维预应力的复合材料液体成型装置，其特征在于：固定夹持部件（22）由上固定夹持件（221）和下固定夹持件（222）通过紧固连接而成；活动夹持部件（23）由上活动夹持件（231）与下活动夹持件（232）通过紧固连接而成。
4.根据权利要求3所述的一种具有纤维预应力的复合材料液体成型装置，其特征在于：下固定夹持件（222）的上表面设置有深度为3-15mm的腔体；下活动夹持件（232）的上表面设置有深度为3-15mm的腔体。
5.根据权利要求1所述的一种具有纤维预应力的复合材料液体成型装置，其特征在于：支架（21）左侧内表面上开有端面槽，固定夹持部件（22）
6.根据权利要求5所述的一种具有纤维预应力的复合材料液体成型装置，其特征在于：支架（21）靠近预应力螺栓（4）作用处开设有传感器用槽（211）。
7.根据权利要求1所述的一种具有纤维预应力的复合材料液体成型装置，其特征在于：上模（3）顶面设置有手动调隙组件（7），所述手动调隙组件（7）包括垂直贯通于上模（3）的连接杆（71）；在连接杆（71）上端开设有凸肩，通过螺母（72）将垫板（73）锁紧在连接杆的凸肩上；在连接杆（71）的下端通过螺纹连接着压板（74）；在垫板（73）与上模（3）之间放置有用于调节压板（74）下表面与下模型腔（112）之间间隙的限位块（75）。
8.根据权利要求1所述的一种具有纤维预应力的复合材料液体成型装置，其特征在于：上模（3）顶面设置有电液控制的自动调隙组件（8），所述自动调隙组件（8）垂直贯通于上模（3），其下端通过螺纹与压板（74）进行连接。
...【技术特征摘要】
1.一种具有纤维预应力的复合材料液体成型装置，自下而上包括下模（1）、夹具体（2）和上模（3），其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种具有纤维预应力的复合材料液体成型装置，其特征在于：进料流道（111）的纵向截面由前往后逐渐增大；进料流道（111）的底面高于型腔（112）底面1-6mm，出料流道（113）的底面高于型腔（112）底面0.5-5mm。
3.根据权利要求1所述的一种具有纤维预应力的复合材料液体成型装置，其特征在于：固定夹持部件（22）由上固定夹持件（221）和下固定夹持件（222）通过紧固连接而成；活动夹持部件（23）由上活动夹持件（231）与下活动夹持件（232）通过紧固连接而成。
4.根据权利要求3所述的一种具有纤维预应力的复合材料液体成型装置，其特征在于：下固定夹持件（222）的上表面设置有深度为3-15mm的腔体；下活动夹持件（232）的上表面设置有深度为3-15mm的腔体。
5.根据权利要求1所述的一种具有纤维预应力的复合材料液体成型装置，其特征在于：支架（21）左侧内表面上开有端面槽，固定夹持部件...
【专利技术属性】
技术研发人员：方辉，张伟，陈晖，吴方娟，王冰，马益仁，张健烽，范新凤，
申请(专利权)人：福建理工大学，
类型：发明
国别省市：
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