一種試驗用碳纖維筋材的制備裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于筋材加工工藝技術領域，尤其是涉及一種試驗用碳纖維筋材的制備裝置。
【背景技術】
[0002]碳纖維筋材是由碳纖維絲和樹脂基體構成的復合材料。碳纖維復合材料結構性能優良，同時還具有較好的自感知性能，綜合應用其結構性能和自感知特性，可以構建有自監測、自適應、自修復等功能的智能結構體系，近年來，對碳纖維筋材的研宄成為熱點。
[0003]碳纖維復合材料中，樹脂基體的特性對碳纖維筋材的結構性能和自感知特性影響顯著；因此通過加入改性后的樹脂基體，既可研制出具有優良特性的碳纖維筋材。目前主要的筋材加工方法包括:輥軋成型、纖維纏繞、拉擠和熱成型；但是，碳纖維筋材的生產線規模龐大、工藝復雜、周期很長，難以滿足試驗過程中所需特定的碳纖維筋材的制備，如制備出含有改性樹脂基體、截面形狀和幾何尺寸任意的碳纖維筋材。
【發明內容】
[0004]針對現有技術中存在的不足，本發明提供了一種試驗用碳纖維筋材的制備裝置，目的在于制備出符合試驗研宄所需的任意可調的碳纖維筋材，為日后改性碳纖維筋材的產業化奠定基礎。
[0005]本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。
[0006]一種試驗用碳纖維筋材的制備裝置，包括依次連接的加料裝置、成型模具裝置、保護裝置和動力裝置；
[0007]所述加料裝置包括基體漏斗，所述基體漏斗下端與成型模具裝置的一端密封連接;
[0008]所述成型模具裝置包括鋼模具、脫模布和碳纖維絲；所述鋼模具為內部中空結構，所述鋼模具的內部設置有多組碳纖維絲，所述脫模布緊貼于鋼模具的內側壁；
[0009]所述保護裝置包括廣口瓶、開孔塞和玻璃導管，所述橡膠塞蓋在廣口瓶的開口處，兩根玻璃導管的下端均穿過開孔塞進入廣口瓶內部；所述成型模具裝置的另一端與保護裝置的一根玻璃導管密封連接；
[0010]所述動力裝置包括依次密封連接的真空導管和真空泵；所述保護裝置的另一根玻璃導管密封連接真空導管。
[0011]進一步的，所述基體漏斗上部設置有碳纖維絲夾具，所述碳纖維絲靠近基體漏斗的一端穿過基體漏斗直至碳纖維絲夾具處夾緊。
[0012]進一步的，所述鋼模具的上端設有開口，所述開口處設有封裝鋼條，所述成型模具裝置外部覆蓋有真空膜。
[0013]進一步的，所述鋼模具的開口和封裝鋼條的形狀、大小相同。
[0014]進一步的，所述鋼模具和封裝鋼條配合成為中間通孔的長方體。
[0015]進一步的，所述鋼模具和封裝鋼條配合成為中間通孔的圓柱體。
[0016]進一步的，所述基體漏斗的下端為直角型導管；所述直角型導管通過橡膠塞與成型模具裝置的一端密封連接。
[0017]進一步的，所述廣口瓶為透明廣口瓶。
[0018]本發明的有益效果:
[0019]本發明所述的一種試驗用碳纖維筋材的制備裝置，通過設置依次連接的加料裝置、成型模具裝置、保護裝置和動力裝置，根據試驗需求在加料裝置中加入不同的改性樹脂基體從而制備出合適的碳纖維筋材；通過在基體漏斗上部設置碳纖維夾具，用于加持碳纖維絲，防止在抽真空作用下產生錯動；通過在鋼模板上部設置開口且配有封裝鋼條，成型模具裝置的表面包裹真空膜，在動力裝置抽真空后負壓作用下，封裝鋼條向下均勻擠壓碳纖維絲和基體，同時基體從入液端向出液端均勻流出，排除碳纖維筋材內部空氣，保證碳纖維筋材的工藝要求；通過廣口瓶可以觀察并即時控制試驗進程，流出基體被廣口瓶收集，節約基體材料同時保護了真空泵。本裝置構造簡單、操作方便、工藝穩定；通過選用不同的改性基體和不同型號的鋼模板可以制備出符合試驗需求的碳纖維筋材，制備流程與周期短，且可以重復使用。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明所述制備試驗用碳纖維筋材的裝置的結構示意圖。
[0021]圖2為長方體鋼模板的立體圖。
[0022]圖3為長方體鋼模板的側視圖。
[0023]圖4為圓柱體鋼模板的立體圖。
[0024]圖5為圓柱體鋼模板的側視圖。
[0025]附圖標記說明如下:
[0026]1-加料裝置，2-成型模具裝置，3-保護裝置，4-動力裝置，101-基體漏斗，102-碳纖維夾具，201-鋼模具，202-脫模布，203-碳纖維絲，204-封裝鋼條，205-真空膜，301-廣口瓶，302-開孔塞，303-玻璃導管，401-真空導管，402-真空泵。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖以及具體實施例對本發明作進一步的說明，但本發明的保護范圍并不限于此。
[0028]如圖1所示，一種手工制備試驗用碳纖維絲筋材的制備裝置，包括依次連接的加料裝置1、成型模具裝置2、保護裝置3和動力裝置4 ;
[0029]所述加料裝置I包括基體漏斗101和碳纖維夾具102，所述基體漏斗101的下端為直角型導管，通過橡膠塞與成型模具裝置2密封連接；所述碳纖維夾具102用于夾緊碳纖維絲203，防止在抽真空作用下產生錯動。
[0030]如圖2和圖3所示，所述成型模具裝置2為長方體結構，包括鋼模具201、脫模布202、碳纖維絲203、封裝鋼條204和真空膜205 ;所述鋼模具201為內部中空且上端開口的結構，所述鋼模具201的內部排布有多組碳纖維絲203 ;所述脫模布202緊貼于鋼模具201的內側壁；所述鋼模具201的上端開口處設有封裝鋼條204，所述成型模具裝置2外部覆蓋有真空膜205 ;所述鋼模具201的上端開口和封裝鋼條204的形狀、大小相同。通過在鋼模具201上部設置開口且配有封裝鋼條204，成型模具裝置的表面包裹真空膜205，在動力裝置4抽真空后負壓作用下，封裝鋼條204向下均勻擠壓碳纖維絲203和樹脂基體，同時樹脂基體從入液端向出液端均勻流出，排除碳纖維筋材內部空氣，保證碳纖維筋材的工藝要求；此時樹脂基體可以是碳粉、石英、銅粉等其他摻料進行改性的樹脂基體。
[0031]如圖4和