[發(fā)明專利]一種纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料層合板制備方法和裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110656341.4
• 申請(qǐng)日: 2021-06-11
• 公開（公告）號(hào): CN113320269A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉明偉;高藝航;張大鵬;雷勇軍;王志祥;吳棟;于寶石
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍國(guó)防科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B32B37/06
• 分類號(hào): B32B37/06;B32B37/10;B32B37/08
• 代理公司: 長(zhǎng)沙國(guó)科天河知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

1.一種纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料層合板制備裝置，其特征在于，包括加壓裝置、加熱裝置、保溫隔熱裝置和模具；

所述加壓裝置用于為層合板制備提供合適的壓強(qiáng)環(huán)境；

所述加熱裝置用于加熱模具，為層合板制備提供合適的溫度環(huán)境；

所述保溫隔熱裝置用于保持層合板制備溫度穩(wěn)定及保護(hù)加壓裝置；

所述模具用于傳導(dǎo)熱量和壓力，保證預(yù)浸料平整且粘接可靠。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料層合板制備裝置，其特征在于，所述加壓裝置包括壓力試驗(yàn)機(jī)、長(zhǎng)方形金屬塊和鋼鏈；所述長(zhǎng)方形金屬塊包括相互平行設(shè)置的上金屬塊和下金屬塊，所述上金屬塊通過鋼鏈固定在所述壓力試驗(yàn)機(jī)的橫梁下方，所述下金屬塊放置在壓力試驗(yàn)機(jī)平臺(tái)上；所述上金屬塊和下金屬塊上均設(shè)有多個(gè)矩形長(zhǎng)槽。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料層合板制備裝置，其特征在于，所述加熱裝置包括石英玻璃加熱管、控溫溫箱、溫敏傳感器和金屬片；所述石英玻璃加熱管放置于上金屬塊和下金屬塊上的矩形長(zhǎng)槽中，用于為模具加熱；所述金屬片固定于上金屬塊的兩側(cè)，所述金屬片上設(shè)有多個(gè)空洞，石英玻璃加熱管兩端穿過所述空洞，用于防止石英玻璃加熱管脫落；所述溫敏傳感器有兩個(gè)，分別放置于模具預(yù)留的測(cè)溫孔中，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控模具溫度；所述控溫溫箱與石英玻璃加熱管和溫敏傳感器相連，用于設(shè)置制備溫度以及控制石英玻璃加熱管工作狀態(tài)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料層合板制備裝置，其特征在于，所述保溫隔熱裝置包括矩形云母板和石英棉；所述矩形云母板有兩對(duì)，一對(duì)放置于上金屬塊上部，另一對(duì)放置在驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)平臺(tái)上并位于下金屬塊下部，用于保溫隔熱；所述石英棉放置于石英玻璃加熱管伸出長(zhǎng)方形金屬塊處，用于保護(hù)加壓裝置。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料層合板制備裝置，其特征在于，所述模具包括兩個(gè)平板模具、鋁片和螺釘；兩個(gè)平板模具之間夾預(yù)浸料層，構(gòu)成三明治結(jié)構(gòu)，置于所述上金屬塊和下金屬塊之間；所述鋁片設(shè)置在兩個(gè)平板模具之間形成兩個(gè)模壓腔，用于提高制備效率；所述平板模具兩側(cè)對(duì)稱分布有四個(gè)螺紋孔，所述螺釘固定于螺紋孔內(nèi)，用于為移動(dòng)模具提供便利。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料層合板制備裝置，其特征在于，所述平板模具為不銹鋼平板模具。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的裝置制備纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料層合板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、配置脫模劑；

步驟二、對(duì)模具表面進(jìn)行預(yù)處理，然后將步驟一配置的脫模劑均勻涂抹在預(yù)處理后的模具表面；

步驟三、在工作臺(tái)上裁剪預(yù)浸料，并按所制層合板的要求將裁剪好的預(yù)浸料疊放在一起；在層疊好的預(yù)浸料寬邊鉆孔，用細(xì)不銹鋼絲穿孔使預(yù)浸料緊密貼合；

步驟四、將層疊好的預(yù)浸料鋪放在下模具表面；然后將模具閉合，之后轉(zhuǎn)移到加熱金屬塊上；

步驟五、加壓固化：將兩個(gè)溫度傳感器分別布置于上下模具預(yù)留測(cè)溫孔中，并用石棉布密封隔熱，之后利用壓力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行加壓固化處理；

步驟六、撤銷壓力，將“三明治結(jié)構(gòu)”移出工作臺(tái)，采用水冷法進(jìn)行降溫冷卻并脫模。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟一中脫模劑的配置具體為：將1000目石墨粉置于純度99.97％的酒精中攪拌均勻即可。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟二中對(duì)模具表面進(jìn)行預(yù)處理具體為：用砂紙打磨模具表面，使其表面光滑清潔。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟五中利用壓力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行加壓固化處理具體為：設(shè)置溫箱溫度為370℃；當(dāng)模具溫度達(dá)到設(shè)定溫度后，利用壓力試驗(yàn)機(jī)施加壓縮載荷，壓力為0.7MPa，在此溫度和壓力條件下保持30分鐘；然后關(guān)閉加熱器降溫并持續(xù)保壓30分鐘。