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申请/专利权人：南京工业大学;浙江华东建设工程有限公司

摘要：本发明公开了一种天然砂颗粒形貌的复刻装置与复刻方法，包括橡胶片组件、烧杯和真空泵；橡胶片组件包括第一橡胶片、第二橡胶片和夹具；第一橡胶片和第二橡胶片竖直重合布设，并通过夹具夹紧，使得重合面密封贴紧接触；第一橡胶片和第二橡胶片的重合面中部均设置有形貌半腔；两个形貌半腔形成与天然砂颗粒形貌相同的形貌腔室；形貌腔室顶部的橡胶片上设置有与形貌腔室相连通的上孔道；上孔道顶部通过上导管与真空泵相连接；形貌腔室底部的橡胶片上设置有与形貌腔室相连通的下孔道；下孔道底部通过下导管伸入盛放有复刻溶液的烧杯内。本发明能实现精准复刻多种粒径天然砂颗粒的形貌，且具有操作简便、高效、复刻精度高等优点。

主权项：1.一种天然砂颗粒形貌的复刻方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、安装钢针：在待复刻天然砂颗粒两侧各安装一根钢针，且两根钢针位于同一直线；步骤2、制备橡胶片：将步骤1中含有两根钢针的待复刻天然砂颗粒，置于胶片浇筑模具的浇筑腔中心，且两根钢针的两端分别放置于刚性侧壁的钢针固定孔内；通过橡胶浇筑口分次向浇筑腔内浇筑液态橡胶，冷却并移除含有两根钢针的待复刻天然砂颗粒后，从而制备得到第一橡胶片和第二橡胶片；其中，第一橡胶片和第二橡胶片均具有形貌半腔和两个钢针半孔；步骤3、组装复刻装置：将步骤2制备的第一橡胶片和第二橡胶片竖直叠合布设，且含有形貌半腔的侧面相贴合；接着，采用夹具将第一橡胶片和第二橡胶片密封夹紧，使得两个形貌半腔组合形成与天然砂颗粒形貌相同且密封的形貌腔室；位于形貌腔室顶部的两个钢针半孔围合形成与其中一根钢针直径相等且密封的上孔道；将上孔道顶部通过上导管与真空泵相连接；位于形貌腔室底部的两个钢针半孔围合形成与另一根钢针直径相等且密封的下孔道；将下孔道底部通过下导管伸入盛放有复刻溶液的烧杯内；上孔道和下孔道位于同一竖直直线上，且直径均为d，设形貌腔室的最大直径为D，则D≥25d，d不小于0.2mm且不大于1mm；步骤4、复刻，具体包括如下步骤：步骤4-1、抽真空：开启真空泵，形貌腔室内形成负压环境；真空泵的负压控制速度为-2kPa分钟，抽真空10分钟，使形貌腔室内的负压值达到-20kPa；步骤4-2、复刻液充满形貌腔室：位于烧杯内的复刻溶液，将依次通过下导管和下孔道，进入形貌腔室内，并充满形貌腔室；其中，复刻液包括环氧树脂和硬化剂，且环氧树脂和硬化剂的质量比范围为：10:1~10:2；步骤4-3、复刻液达设定液位面：真空泵继续抽真空，充满形貌腔室的复刻液，高度继续上升，通过上孔道进入锥形漏斗，从而达到设定液位面；步骤4-4、保压充填：关闭真空泵，通过在上导管和下导管上设置阀门，并使两个阀门同时关闭，使得形貌腔室在设定时间T内保持负压环境；此时，位于设定液位面下的复刻溶液在重力作用下充分、完全填充到形貌腔室内的各个轮廓缝隙中；与此同时，复刻液的粘度为2.0~2.5Pa·s，下孔道的直径不大于1mm，形成毛细管；复刻液粘度和毛细管的作用，位于形貌腔室内的复刻液不会在重力作用下返流至下孔道；步骤4-5、n次重复步骤4-1至步骤4-4；步骤5、复刻液凝结：拆除下导管和上导管，将复刻装置在室温下静置，使得形貌腔室内的复刻溶液凝结、硬化，形成复刻的仿天然砂颗粒；此时，位于上孔道和下孔道内的复刻溶液凝结后将在仿天然砂颗粒表面形成两处凸起；步骤6、拆模：将复刻装置拆除，并将仿天然砂颗粒表面的两处凸起切除、整平，得到成品仿天然砂颗粒。

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