[發(fā)明專利]一種快速制定樹脂基復(fù)合材料成型工藝參數(shù)的設(shè)備及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110727987.7
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113418560B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔超;孟令輝;尹亮;鐘正祥;黃玉東;劉麗
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G16C60/00
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 李智慧

1.一種快速制定樹脂基復(fù)合材料成型工藝參數(shù)的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備包括一體組合式箱體、顯控臺、模塊化的試驗單元裝置和集成控制系統(tǒng)，其中：

所述顯控臺和集成控制系統(tǒng)嵌裝設(shè)置于一體組合式箱體一側(cè)；

所述模塊化的試驗單元裝置位于一體組合式箱體內(nèi)部；

所述模塊化的試驗單元裝置由吊裝式高精度稱重傳感裝置、真空罐體、加壓裝置、加熱裝置、真空管路、超聲氣體流量計、U型管、冷卻裝置組成；

所述吊裝式高精度稱重傳感裝置將整個試驗單元裝置懸掛安裝在一體組合式箱體上；

所述加壓裝置、加熱裝置、真空管路均設(shè)置在真空罐體內(nèi)部；

所述超聲氣體流量計設(shè)置在真空管路上；

所述真空管路與U型管連接；

所述U型管內(nèi)置在冷卻裝置中；

所述集成控制系統(tǒng)由真空控制系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、加熱控制系統(tǒng)、氣體流量監(jiān)控系統(tǒng)、重量監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)組成；

所述真空控制系統(tǒng)與真空罐體和真空管路連接；

所述壓力控制系統(tǒng)與加壓裝置連接；

所述氣體流量監(jiān)控系統(tǒng)與超聲氣體流量計連接；

所述重量監(jiān)控系統(tǒng)與吊裝式高精度稱重傳感裝置連接；

所述數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)與真空控制系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、加熱控制系統(tǒng)、氣體流量監(jiān)控系統(tǒng)、重量監(jiān)控系統(tǒng)連接；

通過真空、加熱和加壓裝置集成控制不同樹脂基復(fù)合材料工藝參數(shù)進(jìn)行固化交聯(lián)反應(yīng)，并實時監(jiān)測反應(yīng)過程中試驗物品的重量變化、產(chǎn)生氣體流量變化和冷卻收集液體容積變化來宏觀校核不同工藝參數(shù)，采用數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)實現(xiàn)一次試驗高通量迭代篩選比對得到合理的成型工藝參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速制定樹脂基復(fù)合材料成型工藝參數(shù)的設(shè)備，其特征在于所述加熱裝置和加壓裝置為一體化集成設(shè)計制造，加熱裝置安裝在加壓裝置內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速制定樹脂基復(fù)合材料成型工藝參數(shù)的設(shè)備，其特征在于所述加熱裝置的加熱方式為電加熱或電磁感應(yīng)加熱，加壓裝置的加壓方式為液壓加壓或者氣囊加壓。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速制定樹脂基復(fù)合材料成型工藝參數(shù)的設(shè)備，其特征在于所述超聲氣體流量計的最低始動流量為0.06m³/h，設(shè)計為單向氣體流動的方式。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速制定樹脂基復(fù)合材料成型工藝參數(shù)的設(shè)備，其特征在于所述U型管的內(nèi)壁進(jìn)行疏水表面處理，且有刻度標(biāo)識。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速制定樹脂基復(fù)合材料成型工藝參數(shù)的設(shè)備，其特征在于所述冷卻裝置采用循環(huán)水冷卻或者液氮冷卻。

7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的快速制定樹脂基復(fù)合材料成型工藝參數(shù)的設(shè)備，其特征在于所述加熱裝置的最高加熱溫度為450℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的快速制定樹脂基復(fù)合材料成型工藝參數(shù)的設(shè)備，其特征在于所述加壓裝置的最大加壓載荷為3.5MPa。

9.一種利用權(quán)利要求1-8任一項所述設(shè)備快速制定樹脂基復(fù)合材料成型工藝參數(shù)的方法，其特征在于所述方法包括如下步驟：

第一步、確定所要篩選樹脂基復(fù)合材料的工藝參數(shù)及對應(yīng)數(shù)量N；

第二步、根據(jù)確定的復(fù)合材料工藝參數(shù)數(shù)量N，在一體組合式箱體內(nèi)安裝對應(yīng)的N組試驗單元裝置；

第三步、將試驗用的預(yù)固化樹脂基復(fù)合材料放入試驗單元裝置；

第四步、開機(jī)試運行，檢查各個裝置是否工作正常；

第五步、在顯控臺上編輯輸入篩選試驗所設(shè)定的真空度、溫度、升降溫速率、壓力工藝參數(shù)實時曲線，并將指令上傳到集成控制系統(tǒng)，檢查集成控制系統(tǒng)是否正常；

第六步、開始運行，實時監(jiān)測反應(yīng)過程中試驗物品的重量變化、產(chǎn)生氣體流量變化和冷卻收集液體容積變化；

第七步、試驗結(jié)束，進(jìn)行全過程工藝參數(shù)實時數(shù)據(jù)采集分析，篩選出最合理的成型工藝參數(shù)；

第八步、將篩選出的合理工藝參數(shù)對應(yīng)的復(fù)合材料試板進(jìn)行力學(xué)性能測試和孔隙率測試，根據(jù)測試結(jié)果反映篩選制定的工藝參數(shù)是否正確合理；

第九步、采用篩選制定合理的工藝參數(shù)進(jìn)行復(fù)合材料典型樣件批次成型制備，通過超聲無損檢測復(fù)合材料典型樣件的內(nèi)部質(zhì)量再次校核，證明篩選制定的成型工藝參數(shù)具備工程適用性。