结题报告-新型直立式浸胶装置的设计及应用

（创新类项目）结题报告书项目名称新型直立式浸胶装置的设计及应用项目类型（）重点项目、（）重点自筹项目、（）一般项目、（）指导项目计划完成时间2015年04月研究期限项目起始时间2014年04月实际完成时间2015年04月一、项目实施情况（请就研究目标、研究过程、研究成果、项目的完成质量、学术水平以及推广应用价值作全面总结，3000字以内）1、研究目标第一，提出全新的直立式浸胶技术，解决手工式浸胶存在含胶量不易控制、胶液涂覆不均匀，导致涂覆玻纤力学性能受到破坏弊端，解决沉浸式浸胶过程中由于刮胶刀导致的纤维表面受到损伤的问题，改进纤维浸渍树脂复合材料的力学性能。进行直立式浸胶设备的技术改进，将直立式浸胶技术与设备用于不同材质纤维及其制品的浸胶以及不同夹芯材料的制备过程中，拓宽浸胶技术的使用范围；并将直立式浸胶技术与设备和不同实际生产工艺相结合，改进直立式浸胶设备的技术参数使其满足不同生产工艺要求。第二，应用直立式浸胶制得的短切玻纤，采用无序架构的工艺制备无序架构芯材，依据无序架构的结构基元特点，提出稳定三角形理论来分析无规则架构夹芯材料的特殊抗压性能，为现代多维编织材料的发展提供结构稳定设计的理论和制备参考。2、研究过程本研究设计和构造直立式浸胶装置，对纤维进行涂覆，通过实验研究直立式浸胶的工艺优化，得到样品的最佳力学性能；并用于架构夹芯材料的浸胶，通过实验研究直立式浸胶的工艺优化，得到样品的最佳力学性能。采用现代分析手段（如扫描电镜、热分析和红外光谱）进行分析，提出直立式浸胶优化样品性能的本质。设计短切玻纤的尺寸，设计无序架构叉式搅拌器，在叉式搅拌器中对不同的短纤进行成型工艺和工艺参数的研究，得到最佳的无序架构叉式搅拌器和无序成型条件。3、研究成果（1）直立式浸胶法模型装置的图纸1份；（2）架构短切纤维用叉式搅拌器的图纸1份；（3）直立式浸胶法实物模型1件；（4）独立设计的直立式浸胶法生产装置1套；（5）创新开发的架构短切纤维用叉式搅拌器的生产装置1套；（6）直立式浸胶法制备环氧树脂涂覆玻璃纤维论文1片；（7）直立式浸胶法制备环氧树脂涂覆玻璃纤维荣获江苏硅酸盐学会优秀论文；（8）一种玻璃纤维无规则架构夹芯材料及其制备方法发明专利1篇（9）设计草样获得2014年南京工业大学第十三届“创新杯”大学生课外学术科技作品竞赛二等奖4、项目的完成质量1）201405收集资料，提出直立式浸胶的实验方案，准备实验原料；2）201406设计直立式浸胶装置，设计调整和修改，尝试出图；3）201407根据设计进行装置原材料和器件的选择，进行装置构筑；4）20140809对实验数据处理与分析，提出直立式浸胶的优化本质，放大直立式浸胶的装置；调整装置，制作直立式浸胶装置，用于纤维的实际浸胶；5）201410中期检查，无序架构短切纤维的实验，对实验数据处理与分析，提出无序架构的工艺及条件；6）201411无序架构叉式搅拌器设计，设计调整和修改，尝试出图；7）201412无序架构叉式搅拌器构筑，根据设计进行装置原材料和器件的选择；8）201501调整装置，制作无序架构叉式搅拌器装置；9）201503将直立式浸胶的短纤用于无序架构成型；10）201504将无序架构芯材用于制作夹芯材料；项目总结。11）201405201505发表论文，申请专利。项目按时按质完成各阶段工作，达到甚至超越预期目标。5、学术水平以及推广应用价值本课题完成后，提交综合研究报告，在核心期刊上发表论文1篇，申请发明专利1项，竞赛获奖2次，制造2套全自动化生产装置。通过提出直立式浸胶方法，自主设计直立式浸胶设备，用于纤维浸胶和制备样品的实际应用，创新了当今的浸胶生产工艺，优化实际生产过程中的浸胶方法；解决现实生产过程中的树脂浪费，含胶量不易控制，涂覆玻纤表面受到损伤问题，改进复合材料制品的综合力学性能，为当代复合材料生产和性能改进起到推动作用。全新的直立式浸胶技术也改变了现有浸胶的模式，既有机械化、自动化、快速化的先进性，又有实际生产应用的可用性，最终改进所得产品的性能。更值得一提的是直立式浸胶不改变现有生产的工艺主流程，与现实生产相融合，具有深远的现实意义。二、项目创新点与特色项目提出直立式浸胶方法，自主设计并改进直立式浸胶的设备，用于纤维浸胶和夹芯材料制备的实际应用。改变了当今纤维以及夹芯材料的浸胶生产工艺，优化实际生产过程中的浸胶方法，解决了现实生产过程中的树脂浪费，含胶量不易控制，涂覆玻纤表面受到损伤问题，改进复合材料制品的综合力学性能，为当代复合材料的生产和性能改进起到了推动作用。无序架构夹芯材料是不同于现今蜂窝夹芯材料、泡沫夹芯材料和点阵夹芯材料的一种新型材料。采用来自于直立式浸胶的短纤，使用发明的叉式搅拌器，在避免短切纤维集束的条件下制备无规则架构芯材，复合包括玻璃钢面板、金属面板、塑料面板以及其他材质的面板后，成为具有不同维度特殊抗压特征的夹芯新材料。三、项目成果项目申请书中的预期成果及成果提交形式公开发表论文（1）篇、专利（1）项、调查报告（）份软件、著作（）份、实物（2）件、竞赛获奖（）次其它（）项目结题时取得的成果公开发表论文（1）篇、专利（1）项、调查报告（）份软件、著作（）份、实物（3）件、竞赛获奖（1）次其它（3）项目主要研究成果情况序号成果名称（获奖名称及等级）成果形式作者（获奖者）出版社、发表刊物或颁奖单位时间（刊期）1南京工业大学第十三届“创新杯”大学生课外学术科技作品竞赛二等奖证书李文清、沈亚祺、黄杰、谭军军南京工业大学2014年10日2COMPRESSIVEPROPERTIESOFCHOPPEDGLASSFIBER/UNSATURATEDPOLYESTERRESINSANDWICHMATERIALVIAUPRIGHTIMPREGNATIONANDRANDOMFABRICATION学术论文SHENYAQI,WANGXIAOJUN,ZHANGYIFAN,JIGAOFENG,YANGZHAO,LIWENQING,HUANGJIEICCEMCMS201410SEP2014HARBIN3短玻纤/不饱和聚酯树脂架构夹芯材料压缩性能的研究学术论文沈亚祺,王晓钧,李文清,沈梦热固性树脂投稿4一种纤维无规则架构夹芯材料及其制备方法发明专利王晓钧、沈亚祺、代宝莹中国国家专利局2014年05月5直立式浸胶法装置图纸2014年06日6叉式架构搅拌器图纸2014年07日7直立式浸胶法装置小模型2014年09日8直立式浸胶法装置生产装置2015年04日9叉式架构搅拌器生产装置2015年04日四、研究体会和心得（500字以内）（1）这次大学生实践创新训练计划项目给我带来了很多，有能力上的提高，有思维上的创新，有情谊上的收获。我在忙碌项目工作中充实了自己的专业知识，学到了很多专业技巧。（2）通过本次项目的实践，使自己更加深刻的了解浸胶工艺的发展与创新。（3）通过对于直立式浸胶工艺的探索，也使自己更加了解浸胶工艺中参数的调控以及浸胶装置的工作原理，从技术层面上提升了自己的科研能力。（4）真诚地感谢江苏省和南京工业大学给我们提供了这样一个锻炼我们的机会，感谢老师的指导和鼓励，感谢小组成员的支持和帮助，感谢同学提出的宝贵意见。五、经费使用明细情况项目实际投入经费5000元项目获批总经费20000元实际使用资金23350元结余资金18350元项目经费开支情况名目用途金额备注论文版面费论文版面费1100专利申请费专利申请费5650调研、差旅费调研、差旅900打印、复印费打印、复印1300资料费试剂等耗材费试剂与耗材3900元器件、软硬件测试、小型硬件购置费等；实验元器件、软件与设备加工10500其它项目组承诺我保证上述填报内容的真实性，经费使用规范合理，项目成果无弄虚作假情况。主持人签名李文清项目组其他成员签名黄杰，谭军军2015年4月26日指导教师意见（包括项目的组织实施、完成质量、学术水平以及推广应用价值、经费使用等情况）（1）学生工作努力，工作量大，项目按照计划实施，取得的效果超过预期目标。（3）项目在发表论文的基础上，设计图纸，修订图纸。经过反复的模型制作和调谐，在原有的基础上创新自动化设计，大大提升了装置的技术含量和精巧性。（2）装置参数通过反复调谐达到了最佳效果，装置的全自动化设计是对项目的提高和再创新，对于现代实际生产具有现实意义。（4）项目在装置完成后，用于实际的材料制作，并且做出架构芯材。已经提出专利申请并修订专利，并且缴纳了专利申请费，完成项目的要求。本项目工作超越原计划，同意结题。指导教师签名王晓钧（学院盖章）2015年4月27日学校评审意见年月日按计划完成，取