CN111337333A - 制备碳纤维复丝拉伸测试样条的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种制备碳纤维复丝拉伸测试样条的装置，用于将加强片压合至缠绕于制样架的碳纤维复丝上，该制样架由柱形框体围合而成，包括：第一卡板、与所述第一卡板相盖合的第二卡板，以及实现第一卡板与第二卡板相固定的锁定结构；所述第一卡板和/或所述第二卡板上开设有限位槽，所述限位槽分别能容纳所述制样架相对称的两侧框体，实现所述第一卡板和/或所述第二卡板与所述制样架之间的相对固定，所述第一卡板与所述第二卡板还具有将加强片压合于所述碳纤维复丝的压合面。本发明还提供了一种制备碳纤维复丝拉伸测试样条的方法。本发明的装置结构简易，操作快捷，节约成本，实现了碳纤维复丝浸渍树脂和加强树脂的一步固化。

Description

制备碳纤维复丝拉伸测试样条的装置和方法

技术领域

本发明属于高分子材料测试技术领域，具体涉及一种制备碳纤维复丝拉伸测试样条的装置和方法。

背景技术

碳纤维质轻、高强，广泛应于航空航天、轨道交通等领域，是新兴的战略国防物资材料。

拉伸性能是碳纤维最关键的性能指标之一。国内制备碳纤维复丝拉伸测试样条主要分为两步，第一步是将碳纤维复丝通过手工或设备浸胶后缠绕于制样架放到烘箱或设备自带加热装置内固化，目的是固化碳纤维复丝浸渍的树脂体系；第二步取下制样架上已经固化的样条，在两端粘贴加强片后再次放进烘箱内固化，目的是将加强用树脂固化。两步固化制备碳纤维复丝样条，耗时较长，每一步通常需要60min-90min，两步则至少需要120min-180min。

为缩短样条制备时间，本发明提供一种一步固化法制备碳纤维复丝拉伸测试样条的装置及方法，避免重复固化，有效缩短时间，提高样条制备效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备碳纤维复丝拉伸测试样条的装置及方法，以解决现有技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一实施例中，提供了一种制备碳纤维复丝拉伸测试样条的装置，用于将加强片压合至缠绕于制样架的碳纤维复丝上，该制样架由柱形框体围合而成，包括：

第一卡板、与所述第一卡板相盖合的第二卡板，以及实现第一卡板与第二卡板相固定的锁定结构；

所述第一卡板和/或所述第二卡板上开设有限位槽，所述限位槽分别能容纳所述制样架相对称的两侧框体，实现所述第一卡板和/或所述第二卡板与所述制样架之间的相对固定，所述第一卡板与所述第二卡板还具有将加强片压合于所述碳纤维复丝的压合面。

作为本发明的进一步改进，所述第一卡板的数量有多个且间隔设置，相邻所述第一卡板之间设置有调节结构。

作为本发明的进一步改进，所述调节结构包括调节杆，调节杆两端分别与不同的第一卡板相固定。

作为本发明的进一步改进，所述第一卡板与所述第二卡板之间卡扣连接。

作为本发明的进一步改进，所述第一卡板与所述第二卡板之间一端铰接，另一端可拆卸连接。

作为本发明的进一步改进，所述锁定结构包括相匹配的卡勾结构和卡槽结构；所述第一卡板上设置有卡勾结构，所述第二卡板上设置有相匹配的卡槽结构；或所述第二卡板上设置有卡勾结构，所述第一卡板上设置有相匹配的卡槽结构，所述第一卡板与所述第二卡板通过卡勾和卡槽实现卡扣连接。

作为本发明的进一步改进，所述卡勾结构包括固定鞘和卡勾，所述卡勾通过固定鞘与所述第一卡板或所述第二卡板活动连接，所述卡勾能以所述固定鞘为轴相对于所述第一卡板或所述第二卡板转动。

作为本发明的进一步改进，所述第一卡板与所述第二卡板盖合后，所述限位槽的截面积不小于所述框体的截面积。

作为本发明的进一步改进，所述第一卡板和/或所述第二卡板上的限位槽有两个，对称设于所述第一卡板和/或所述第二卡板沿长度方向的两端。

一实施例中，提供了一种制备碳纤维复丝拉伸测试样条的方法，采用上述制备碳纤维复丝拉伸测试样条的装置进行，其特征在于：

s1：根据样条长度需求调节相邻第一卡板之间的距离；

s2：将涂覆有热熔胶的加强片摆放于第一卡板上；

s3：将制样架放入第一卡板上，制样架沿复丝拉伸方向相对称的框架落在第一限位槽内；

s4：将涂覆有热熔胶的加强片分别与第一卡板上的加强片对称铺放于碳纤维复丝样条上；

s5：将第二卡板扣合于第一卡板上，锁紧后加热固化。

作为本发明的进一步改进，在步骤s2中，加强片置于两个限位槽之间，带有热熔胶的一面远离所述第一卡板。

作为本发明的进一步改进，在步骤s4中，加强片带有热熔胶的一面贴合所述碳纤维复丝样条放置。

与现有技术相比，本发明的优点在于，将碳纤维复丝缠绕于制样架并浸渍树脂或者浸渍树脂的碳纤维复丝缠绕于制样架后，安装于两对带有限位槽的卡板中锁紧，卡板上提前铺放涂覆有热熔胶的加强片，并进行固化，实现了碳纤维复丝浸渍树脂和加强树脂的一步固化，避免了重复固化，大大缩短了样条的制备时间，提高样条制备效率，且本发明提供的装置结构简易，操作快捷，节约成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例1中一种制备碳纤维复丝拉伸测试样条装置的结构示意图；

图2是本申请实施例1中一种制备碳纤维复丝拉伸测试样条装置中第一卡板的结构图；

图3是本申请实施例1中一种制备碳纤维复丝拉伸测试样条装置中第二卡板的结构图；

图4是本申请实施例1中一种制备碳纤维复丝拉伸测试样条装置垂直于复丝拉伸方向的截面图；

图5是本申请实施例2中一种制备碳纤维复丝拉伸测试样条装置垂直于复丝拉伸方向的截面图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但该等实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

实施例1

参考图1至图4所示，本实施例提供了一种制备碳纤维复丝拉伸测试样条的装置，用于将加强片压合至缠绕于制样架1的碳纤维复丝上，该制样架 1由柱形框体围合而成，本装置包括两个第一卡板2，调节杆3和两个第二卡板4，调节杆3固定于两个第一卡板2之间，用于调节第一卡板2之间的距离，第二卡板4能扣合与第一卡板2上并与第一卡板2之间卡扣连接。

制样架1被构造成长度为300mm-400mm，宽度为200mm-300mm的长方形结构，制样架1由圆柱形框体围合而成，框体为不锈钢材质，直径为4mm- 8mm。

第一卡板2的材质为不锈钢材质，第一卡板2同样为长方形结构，长度 220mm-320mm，宽度30mm-40mm，厚度为6mm-10mm，第一卡板2的顶面向底面方向凹设有一组第一限位槽21，第一限位槽21分别距第一卡板2两端边缘10mm，第一限位槽21的截面为半圆形，长度同第一卡板2宽度一致，为30mm-40mm，截面半径为1mm-3mm，第一限位槽21分别能容纳制样架1位于长边的两侧框体，实现第一卡板2与制样架1之间的相对固定；第一卡板2的短边两侧分别设置有卡钩结构22，卡钩结构22包括设于第一卡板2上的固定鞘221和卡勾222，卡勾222通过固定鞘221与第一卡板2 活动连接，卡勾222能以固定鞘221为轴相对于第一卡板2转动，卡勾222 可以由具有一定柔性的材质制成。

调节杆3的两端分别与两个第一卡板2相固定，调节杆2可以为现有技术，具体表现为，可为嵌套设置的伸缩杆，其中设于外圈的伸缩杆上还设置有旋紧螺母，用于实现伸缩杆的相对固定。

参考图4所示，第二卡板4可与第一卡板2相盖合，材质为不锈钢材质，第二卡板4同样为长方形结构，长度220mm-320mm，宽度30mm-40mm，厚度为6mm-10mm，第二卡板4的底面向顶面方向凹设有一组第二限位槽41，第二限位槽41分别距第二卡板4两端边缘10mm，第二限位槽41的截面为半圆形，长度同第二卡板4宽度一致，为30mm-40mm，截面半径为1mm- 3mm，第二限位槽41分别能容纳制样架1位于长边的两侧框体，实现第二卡板4与制样架1之间的相对固定；第二卡板4的短边两侧分别设置有卡槽结构，包括与第二卡板固定设置的卡槽42，卡槽结构与第一卡板2的卡钩结构相配合，实现第一卡板2与第二卡板4之间的卡扣连接。

第一卡板2和第二卡板4上下对齐，带有第一限位槽21的一面和带有第二限位槽41的一面重合对接时，卡勾222可正好勾住卡槽42，以锁紧第一卡板2和第二卡板4，此时，第一限位槽21与第二限位槽41围合的槽孔的截面积不小于制样架框体的截面积。

第二卡板4为独立卡板。

实施例2

与实施例1不同的是，在本实施例中，第一卡板2的两个第一限位槽21 之间的部分可凸出于第一限位槽21向两端的部分，参考图5所示，第二卡板 4的两个第二限位槽41之间的部分可凸出于第二限位槽41向两端的部分，如此设置可以加强复丝与加强片之间的压合力度，实现更好的压合效果。

实施例3

与实施例1或实施例2不同之处在于，本实施例中，第一卡板2和第二卡板4的一端铰接，另一端通过卡勾和卡槽卡扣连接。

实施例4

与实施例1不同的是，本实施例中，限位槽只开设于第一卡板2或第二卡板4上，该限位槽的大小能完全容纳制样架的框架。

本发明还提供了一种制备碳纤维复丝拉伸测试样条的方法，包括：

步骤1，准备第一卡板2和第二卡板4各2个，通过调节杆3将两个第一卡板2间距长度调整为150mm-250mm，带有第一限位槽21的一面向上；

步骤2，将两条涂覆有热熔胶的加强片分别摆放于两个第一卡板2中间，热熔胶一面向上，加强片可为金属材质或具有一定厚度的卡纸，长度200mm- 300mm，宽度30mm-40mm，热熔胶可采用蓝胶膜；

步骤3，将缠绕有浸胶树脂的碳纤维复丝制样架1放入两个第一卡板2 上，制样架1长边将正好落在第一限位槽21内；

步骤4，将另两条涂覆有热熔胶的加强片分别与第一卡板2上的加强片对称铺放于碳纤维复丝样条上，带有热熔胶面向下，参考图4所示的上下位置关系；

步骤5，将两个第二卡板4分别与第一卡板2对称盖于上层加强片上，第二卡板4的第二限位槽41将落在制样架1的长边上；

步骤6，将卡勾222卡在卡槽42中，锁紧第二卡板4与第一卡板2；

步骤7，将锁紧卡板的带有加强片的制样架放入烘箱内，碳纤维复丝浸渍树脂和加强树脂将一次性固化；

与现有技术相比，本发明的优点在于，将碳纤维复丝缠绕于制样架并浸渍树脂或者浸渍树脂的碳纤维复丝缠绕于制样架后，安装于两对带有限位槽的卡板中锁紧，卡板上提前铺放涂覆有热熔胶的加强片，并进行固化，实现了碳纤维复丝浸渍树脂和加强树脂的一步固化，避免了重复固化，大大缩短了样条的制备时间，提高样条制备效率，且本发明提供的装置结构简易，操作快捷，节约成本。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种制备碳纤维复丝拉伸测试样条的装置，用于将加强片压合至缠绕于制样架的碳纤维复丝上，该制样架由柱形框体围合而成，其特征在于，包括：

第一卡板、与所述第一卡板相盖合的第二卡板，以及实现第一卡板与第二卡板相固定的锁定结构；

所述第一卡板和/或所述第二卡板上开设有限位槽，所述限位槽分别能容纳所述制样架相对称的两侧框体，实现所述第一卡板和/或所述第二卡板与所述制样架之间的相对固定，所述第一卡板与所述第二卡板还具有将加强片压合于所述碳纤维复丝的压合面。

2.根据权利要求1所述的制备碳纤维复丝拉伸测试样条的装置，其特征在于，所述第一卡板的数量有多个且间隔设置，相邻所述第一卡板之间设置有调节结构。

3.根据权利要求2所述的制备碳纤维复丝拉伸测试样条的装置，其特征在于，所述调节结构包括调节杆，调节杆两端分别与不同的第一卡板相固定。

4.根据权利要求1所述的制备碳纤维复丝拉伸测试样条的装置，其特征在于，所述第一卡板与所述第二卡板之间卡扣连接。

5.根据权利要求4所述的制备碳纤维复丝拉伸测试样条的装置，其特征在于，所述锁定结构包括相匹配的卡勾结构和卡槽结构；所述第一卡板上设置有卡勾结构，所述第二卡板上设置有相匹配的卡槽结构；或所述第二卡板上设置有卡勾结构，所述第一卡板上设置有相匹配的卡槽结构，所述第一卡板与所述第二卡板通过卡勾和卡槽实现卡扣连接。

6.根据权利要求5所述的制备碳纤维复丝拉伸测试样条的装置，其特征在于，所述卡勾结构包括固定鞘和卡勾，所述卡勾通过固定鞘与所述第一卡板或所述第二卡板活动连接，所述卡勾能以所述固定鞘为轴相对于所述第一卡板或所述第二卡板转动。

7.根据权利要求1所述的制备碳纤维复丝拉伸测试样条的装置，其特征在于，所述第一卡板与所述第二卡板盖合后，所述限位槽的截面积不小于所述框体的截面积。

8.根据权利要求1所述的制备碳纤维复丝拉伸测试样条的装置，其特征在于，所述第一卡板和/或所述第二卡板上的限位槽有两个，对称设于所述第一卡板和/或所述第二卡板沿长度方向的两端。

9.一种制备碳纤维复丝拉伸测试样条的方法，采用权利要求1-8中任一所述制备碳纤维复丝拉伸测试样条的装置进行，其特征在于：

s1：根据样条长度需求调节相邻第一卡板之间的距离；

s2：将涂覆有热熔胶的加强片摆放于第一卡板上；

s3：将制样架放入第一卡板上，制样架沿复丝拉伸方向相对称的框架落在第一限位槽内；

s4：将涂覆有热熔胶的加强片分别与第一卡板上的加强片对称铺放于碳纤维复丝样条上；

s5：将第二卡板扣合于第一卡板上，锁紧后加热固化。

10.根据权利要求9所述的制备碳纤维复丝拉伸测试样条的方法，其特征在于：在步骤s2中，加强片置于两个限位槽之间，带有热熔胶的一面远离所述第一卡板。

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