一種用於複合材料板材成型的自加熱平臺的製作方法
2023-08-10 17:23:11
本發明涉及複合材料板材
技術領域：
，特別是一種用於複合材料板材成型的自加熱平臺。
背景技術：
：複合材料夾層結構由三部分組成，最外層是面板，主要承受彎曲變形引起的正應力，採用高強、高模量的材料製造，如層壓的碳纖維或玻璃纖維布等；中間是芯材，為夾層結構提供足夠的截面慣性矩，主要承受剪應力，常用蜂窩、泡沫、輕木等材料。面板和芯材之間是膠接層，通過樹脂將兩者粘接在一起，常用不飽和聚酯、乙烯基樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂等。複合材料夾層結構是一種具有廣闊發展前景的材料與結構形式，複合材料夾層結構的應用領域越來越廣泛，可涉及軍事設施、國防工程、車輛、艦船、建築、橋梁等領域。在我國，複合材料夾層結構多以蜂窩為芯材，例如申請號為CN201220567532.X，發明名稱為一種新型舞臺活動板的專利，其公開了一種新型舞臺活動板，包括有蜂窩芯材，在所述的蜂窩芯材上、下兩面上分別粘貼有面板，所述的面板與蜂窩芯材之間設有粘接層，蜂窩芯材包括有若干個依次緊密連接且截面為正六邊形的蜂窩單元體。再例如申請號為CN201420799397.0，發明名稱為一種可連續製備蜂窩芯材的模具和裝置，具體涉及一種可連續製備蜂窩芯材的模具及裝置，並進一步公開了其使用方法。但蜂窩夾層結構的芯材與面板接觸面積小，因此其粘結性能相對較弱，造成複合材料板材結構抗壓和抗剪切能力差。技術實現要素：本發明要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供一種用於複合材料板材成型的自加熱平臺。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是：一種用於複合材料板材成型的自加熱平臺，包括：長方體框架結構的支撐裝置，設置於支撐裝置上呈長方形的鋼化玻璃模板，設置於支撐裝置上位於鋼化玻璃模板下方的熱輻射燈安裝基座，熱輻射燈安裝基座上設置有多個熱輻射燈，多個熱輻射燈均與溫控裝置之間電連接，溫控裝置與電源連接；通過溫控裝置可以控制區域內多個熱輻射燈的亮、滅，使得複合材料板材受熱均勻，並且通過控制區域內多個熱輻射燈的亮度及照射時間，可以控制加熱溫度及時間等因素。支撐裝置長方體框架的四周、且位於熱輻射燈安裝基座與鋼化玻璃模板之間圍設有四塊保溫型透明有機玻璃板；設置於支撐裝置上、位於鋼化玻璃模板的上方罩設有保溫透明型的有機玻璃罩，有機玻璃罩與鋼化玻璃模板之間為可拆卸式連接，且連接處為活動密封連接；有機玻璃罩外設置有空氣增壓裝置，用於複合材料板材成型過程中邊加熱邊加壓。所述支撐裝置的支腿底部均設置有支撐活動腳輪。支撐裝置長方體框架的上端設置有支撐梁，支撐梁位於鋼化玻璃模板的下方，且鋼化玻璃模板支撐於支撐梁上。支撐梁與鋼化玻璃模板之間設置有橡膠板。熱輻射燈安裝基座平行於鋼化玻璃模板設置在支撐裝置上。本發明採用上述方案後具有如下技術效果：本發明所述用於複合材料板材成型的自加熱平臺，整個裝置為全透明設計，通過使用高強度的鋼化玻璃模板耐溫、透明的特性，既保證鋼化玻璃模板在低、中溫下的平面度，同時可以觀察到樹脂的流動狀況、複合材料面層與內部金屬結構框的貼合程度，以及芯材發泡的過程，可以做到隨時發現成型過程中出現的一些問題並及時解決，避免成品出現缺陷後再返工。本發明通過在長方體框架的四周、且位於熱輻射燈安裝基座與鋼化玻璃模板之間圍設四塊保溫型透明有機玻璃板作為保溫裝置，減少了熱量的流失、縮短升溫的時間、保證溫度的恆定，同時採用透明的材質可以觀察到成型時的面層樹脂流動、浸潤狀態。本發明通過設置支撐活動腳輪，便於移動用於纖維複合板成型的自加熱平臺，同時利用支撐活動腳輪高度調節裝置實現整個加熱平臺的水平調節，擺脫生產場地高低不平的限制。附圖說明為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1顯示了本發明的整體結構。圖2顯示了一種增強型複合材料板材的結構。具體實施方式為使本發明的目的和技術方案更加清楚，下面將結合本發明實施例對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於所描述的本發明的實施例，本領域普通技術人員在無需創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。如圖2所示，一種增強型複合材料板材結構，由複合材料面層9、金屬結構框10和芯材11組成，金屬結構框整體呈長方體形，長方體形的金屬結構框外表至少包覆一層複合材料面層，金屬結構框內部沿其厚度方向平行設置有多個與金屬結構框相同材質的加強筋，金屬結構框內部填充芯材，芯材為泡沫材質。優選地，所述金屬結構框的材質為不鏽鋼。優選地，本發明增強型複合材料板材結構中芯材為硬質聚氨酯泡沫，複合材料面層可以為無鹼玻璃纖維複合材料，也可以為添加型阻燃不飽和聚酯樹脂複合材料。不飽和聚酯樹脂(UP)為二元醇與不飽和二元酸在高溫下縮聚而成，其主鏈中含有可聚合雙鍵，在引發劑作用下與各類烯類單體共聚，得到體型結構的熱固型塑料。但是這類塑料易燃，因此本發明採用將不飽和聚酯樹脂添加適量的阻然劑進行處理後形成的添加型阻燃不飽和聚酯樹脂。本發明還公開一種結構增強型複合材料板材的製造方法，包括以下步驟：步驟一，製作金屬結構框，將金屬板材圍合形成長方體結構，並在內部沿長方體厚度方向設置多個相同金屬材質的加強筋；步驟二，金屬結構框內部設置芯材，芯材為硬質聚氨酯泡沫；步驟三，金屬結構框外表包覆至少一層複合材料面層，複合材料面層為無鹼玻璃纖維或添加型阻燃不飽和聚酯樹脂複合材料；步驟四，將內部填充有芯材、外部包覆有複合材料面層的金屬結構框放置於複合板成型的自加熱平臺上，利用該自加熱平臺對金屬結構框進行分階段加熱、加壓，使金屬結構框內部芯材發泡並填充整個內部空腔；步驟五，待覆合材料板材充分固化後取出。進一步地，所述步驟四中分梯度進行加熱加壓，先加熱至80-120攝氏度，加壓至50-80MPa，保持2-5min；然後繼續加熱至180-220攝氏度，加壓至100-150MPa，保持2-5min。作為以上所述步驟四中分梯度進行加熱加壓的一個實施例，先加熱至80攝氏度，加壓至80MPa，保持5min；然後繼續加熱至180攝氏度，加壓至150MPa，保持5min。作為以上所述步驟四中分梯度進行加熱加壓的另一個實施例，所述步驟四中分梯度進行加熱加壓，先加熱至120攝氏度，加壓至50MPa，保持2min；然後繼續加熱至220攝氏度，加壓至100MPa，保持2min。如圖1所示，本發明公開一種用於複合材料板材成型的自加熱平臺，包括：長方體框架結構的支撐裝置1，設置於支撐裝置1上呈長方形的鋼化玻璃模板2，設置於支撐裝置1上位於鋼化玻璃模板2下方的熱輻射燈安裝基座3，熱輻射燈安裝基座3上設置有多個熱輻射燈41，多個熱輻射燈41均與溫控裝置42之間電連接，溫控裝置42與電源連接；支撐裝置1長方體框架的四周、且位於熱輻射燈安裝基座3與鋼化玻璃模板2之間圍設有四塊保溫型透明有機玻璃板；設置於支撐裝置1上、位於鋼化玻璃模板2的上方罩設有保溫透明型的有機玻璃罩5，有機玻璃罩5與鋼化玻璃模板2之間為可拆卸式連接，且連接處為活動密封連接；有機玻璃罩5外設置有空氣增壓裝置8，用於複合材料板材成型過程中邊加熱邊加壓。優選地，熱輻射燈安裝基座3平行於鋼化玻璃模板2設置在支撐裝置1上。因為熱輻射燈安裝在非封閉的空間中，熱輻射燈產生的熱量易散失，為了減少熱量的流失、縮短升溫的時間、保證溫度的恆定，所述自加熱平臺支撐裝置1長方體框架的四周、且位於熱輻射燈安裝基座3與鋼化玻璃模板2之間圍設有四塊保溫型透明有機玻璃板，採用透明的材質可以觀察到複合材料板材成型時樹脂的流動過程，和芯材泡沫的發泡過程，可以及時發現成型過程中出現的一些問題及時解決。為了便於移動用於複合材料板材成型的自加熱平臺，所述長方體框架的底部均勻設置有多個支撐活動腳輪7。能夠通過支撐活動腳輪調節裝置高度，可以實現整個加熱平臺的水平度調節，擺脫生產場地高低不平的限制。為了加強支撐裝置對鋼化玻璃模板的支撐，所述長方體框架的上端設置有支撐梁，且支撐梁位於鋼化玻璃模板的下方，所述支撐梁與鋼化玻璃模板之間設置有橡膠板，橡膠板與支撐梁相接觸，起到緩衝作用，為了避免因為支撐梁的存在使鋼化玻璃模板的一部分不能被熱輻射燈照射到，會導致鋼化玻璃模板的受熱不均，影響複合板成型效果，還可以在支撐梁與鋼化玻璃模板之間設置導熱板，導熱板與鋼化玻璃模板相接觸，通過設置導熱板對該部分鋼化玻璃模板起到傳熱作用，保證整個鋼化玻璃模板受熱均勻。經過以上所述裝置、所述工藝加工得到的本發明所述增強型複合材料板材經過抗拉強度、拉伸模量、線膨脹係數等相關力學性能試驗，結果平均值如下所示：測試項目測試結果巴氏硬度/HBA42拉伸強度/MPa135拉伸模量/GPa12.3線膨脹係數(25-55℃)/k-11.81*10-5衝擊韌度/kJ/m2184結果表明其保溫隔熱性能好，抗拉強度高，熱膨脹係數低，增強型複合材料板材的尺寸穩定。本
技術領域：
技術人員可以理解，除非另外定義，這裡使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本發明所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現有技術的上下文中的意義一致的意義，並且除非像這裡一樣定義，不會用理想化或過於正式的含義來解釋。以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的範圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性範圍並不局限於說明書上的內容，必須要根據權利要求範圍來確定其技術性範圍。當前第1頁1 2 3