一种嵌入式共固化复合材料阻尼薄膜的制作系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种嵌入式共固化复合材料阻尼薄膜的制作系统及方法，包括阻尼材料溶液的制备、喷涂、光整、烘干以及阻尼材料溶液中溶剂的回收、阻尼薄膜厚度的检测与调整、重复喷涂至调整之间的过程达到设计厚度、阻尼薄膜表面油纸的铺设和收卷。将未硫化的丁基橡胶溶于120号汽油中，使其完全溶解，由喷涂装置将阻尼材料溶液加压进入雾化喷头喷出至输送带上，通过光整、湿式烘干和干式烘干，回收利用有机溶剂。为保证制得阻尼薄膜的厚度精准，设置厚度检测控制装置；为制得厚度较大的阻尼薄膜，设置多次喷涂装置；为防止制得的阻尼薄膜成品在收集后互相粘附，收卷前要在阻尼薄膜上、下两表面各铺设一层油纸，最后用辊筒将阻尼薄膜成品卷起。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是针对嵌入式共固化阻尼复合材料加工中的阻尼薄膜的制备系统及方法而新提出的，属于功能结构复合材料

技术介绍
由于复合材料本身具有很高的比强度和比刚度，使其在航空、航天等高科技领域得到越来越广泛的应用。嵌入式共固化阻尼复合材料就是在现有高性能纤维复合材料的基础之上，将阻尼材料嵌入其中，使得这种新材料既保持了原有纤维复合材料的强度和刚度，又使其具有优异的阻尼减振性能，从而赋予该结构其它材料不能兼顾的综合力学性能。但到目前为止，嵌入式共固化阻尼复合材料中阻尼层的制作有刷涂法、压片法和层间过渡法。其中刷涂法制得的阻尼薄膜成本仍处于较高水平，自动化程度相对较低，限制了其进一步应用；压片法和层间过渡法制作的阻尼薄膜尺寸不能太大，往往受到平板硫化机工作台尺寸和机器工作压力的限制。这些方法均不利于嵌入式共固化阻尼复合材料中所嵌入的阻尼层的批量化生产，而且成本非常高。对此，这里提出一种简便而高效的阻尼薄膜的制作工艺，对降低嵌入式共固化阻尼复合材料的加工成本、进一步推动其广泛应用奠定基础。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的嵌入式共固化阻尼复合材料中阻尼薄膜大面积制备的难题，在计算机控制系统的控制之下，提供一种嵌入式共固化阻尼复合材料中阻尼薄膜层制作的新工艺，它包括控制系统、阻尼材料溶液的制备、阻尼材料溶液的喷涂、阻尼材料溶液的刮平、阻尼材料溶液的烘干、阻尼材料溶液中溶剂的回收、阻尼薄膜厚度的检测与调整，重复喷涂至调整之间的过程，当阻尼薄膜达到设计厚度时，将油纸铺设在阻尼薄膜上、下表面，然后收卷。这样嵌入式共固化阻尼复合材料中的阻尼薄膜就能大面积的制备了。制备阻尼薄膜的主要原材料是丁基橡胶，制备阻尼薄膜时，首先将丁基橡胶溶于120号汽油中，存放一段时间，至其完全溶解。由气动系统将阻尼材料溶液加压至雾化喷头喷出至输送带上，为使所制得的阻尼薄膜具有较高的厚度精度和表面质量，增加了刮平装置。当经过刮平的阻尼溶液层随输送带运动到烘干装置时，烘干装置将溶液烘干，溶剂蒸发，并被溶剂回收系统回收。经烘干后的剩余部分即主要成分为丁基橡胶的阻尼薄膜与输送带分离。为保证制得的阻尼薄膜的厚度精准，设置了厚度在线检测与调整装置。当要求制作的阻尼薄膜较厚时，采用多次喷涂的方式，重复喷涂至调整之间的过程，使阻尼薄膜厚度均匀增加到设计要求。为防止制得的阻尼薄膜成品在收集时互相粘附在一起，在将其卷起之前在其上、下两表面各铺设一层油纸，最后用辊筒将阻尼薄膜收卷制成成品。当制作嵌入式共固化阻尼复合材料工件时，按照设计的铺层顺序，将收卷的成品裁剪成需要的尺寸铺入复合材料预浸料中，然后根据共固化工艺制成嵌入式共固化阻尼复合材料构件。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种嵌入式共固化复合材料阻尼薄膜的制作系统，包括：阻尼材料溶液的制备装置，在喷涂前要完成喷涂浆液的制备；喷涂装置，该装置完成将制备好的浆液喷涂在传送带上；传送带，所述的喷涂装置将浆液喷涂在该传送带上，且所述的传送带为一个循环结构，贯穿整个制作系统；刮平装置，其设置在传送带上方，对浆液刮平；烘干装置，其设置在刮平装置后，对喷涂在传送带上的浆液进行烘干，形成阻尼薄膜；厚度检测装置，其用于检测烘干后的浆液厚度；若符合厚度要求，则在阻尼薄膜上、下表面铺设油纸，最后收卷制成阻尼薄膜成品，若不符合厚度要求，则再次进行喷涂，直到符合要求；和控制装置，所述的控制装置控制安装在机架上的喷涂装置、传送带、刮平装置、烘干装置和厚度检测装置。进一步的，所述的喷涂装置包括储液罐，所述的储液罐上连接有气泵和液压泵，所述的气泵通过减压阀控制储液罐内的压力，所述的液压泵将制作好的喷涂液泵入储液罐内，所述的储液罐的底部连接多个雾化喷头。进一步的，所述的刮平装置，包括一个刮平刃，所述的刮平刃通过连杆与一个横杆相连，所述的横杆两端固定在机架上，连杆可绕横杆旋转；所述的连杆底部安装有滚轮，滚轮下端与输送带的上表面接触，所述的刮平刃两端通过高度调节螺钉固定在连杆上。进一步的，所述的烘干装置由湿式烘干塔和干式烘干塔构成；所述的湿式烘干塔对和干式烘干塔共同对浆液进行烘干。进一步的，所述的湿式烘干塔的中部温度应保持在80—100℃，底部温度保持在65—80℃，顶部温度保持在100—130℃。进一步的，所述的系统还包括溶剂回收装置，从湿式烘干塔的底部出口流出的液态油水混合物进入油水分离器分离；从湿式烘干塔的顶部出口流出的气态油水混合物进入热交换器，转化为液态的油水混合物后，再进入油水分离器分离；经油水分离器分离后得到可重复利用的有机溶剂进入溶剂回收装置。进一步的，用于阻尼薄膜上、下表面油纸铺设的装置包括相对于阻尼薄膜呈对称布置的上层油纸铺设装置和下层油纸铺设装置，所述的上层油纸铺设装置和下层油纸铺设装置各自均包括油纸储纸筒和定位辊子，且上层油纸的定位辊子和下层油纸的定位辊子之间设有间隙，且两者互相协调，共同起到准确地将上层油纸和下层油纸铺设到阻尼薄膜上、下两侧面的作用。进一步的，所述的系统还包括成品收集装置，所述的成品收集装置为一个卷筒。一种嵌入式共固化复合材料阻尼薄膜的制作方法，包括：利用喷涂装置将制备好的喷涂浆液喷涂到传送带上；利用刮平装置对传送带上的浆液刮平，且刮平后浆液在传送带的传送下进入到烘干装置进行烘干，形成阻尼薄膜；厚度检测装置检测烘干后的浆液厚度；若符合厚度要求，则在阻尼薄膜上、下表面铺设油纸，最后收卷制成阻尼薄膜成品，若不符合厚度要求，则再次进行喷涂、刮平、烘干，直到符合厚度要求，进行成品回收。进一步的，所述的浆液的主要成分是丁基橡胶，其与有机溶剂的溶解比例为30g混炼胶：125ml汽油。进一步的，所述的喷涂溶液的制备流程如下：首先将混炼完成后的胶料置于开炼机上压出1—2mm厚薄片，并将胶片剪成10mm宽的胶条；再将定体积的溶剂汽油倒入大烧杯中，按照溶剂体积计算所需混炼胶的质量，并用电子天平称取；然后将称取的混炼胶条放置于溶剂汽油中，密封放在室温环境中存放24小时使其完全溶解，搅拌后方可用于喷涂。进一步的，喷涂时，由气动系统将阻尼材料溶液加压至喷头喷出，气动和液压系统中的减压阀用以维持压力恒定，以使喷头处的压力稳定，使阻尼材料溶液以雾状均匀喷出。进一步的，所述烘干装置包括湿式烘干塔和干式烘干塔构成；喷有阻尼材料溶液的输送带进入湿式烘干塔，将110—130℃的水蒸气通过进气阀门从湿式烘干塔高温蒸气入口通入湿式烘干塔，高温水蒸气使阻尼材料溶液中的有机溶剂挥发，湿式烘干塔的中部温度应保持在80—100℃，底部温度保持在65—80℃，顶部温度保持在100—130℃；在湿式烘干塔的底部，水蒸气和易挥发的有机溶剂液体形成液态油水混合物从底部出口流出；在湿式烘干塔的顶部，水蒸气和易挥发的有机溶剂的气态油水混合物从顶部出口流出；干式烘干塔的作用为去除残留在阻尼薄膜表面的少量水分；高温空气从干式烘干塔的入口通入，从出口流出，该过程可以实现去除残留在阻尼薄膜表面的少量水分的目的。进一步的，从湿式烘干塔的底部出口流出的液态油水混合物进入油水分离器分离；从湿式烘干塔的顶部出口流出的气态油水混合物进入热交换器，转化为液态的油水混合物后，再进入油水分离器分离。经油水分离器分离后便得到可重复利用的有机溶剂。进一步的，当要制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌入式共固化复合材料阻尼薄膜的制作系统，其特征在于，包括：阻尼材料溶液的制备装置，在喷涂前要完成喷涂浆液的制备；喷涂装置，该装置将制作好的浆液喷涂到传送带上；传送带，所述的喷涂装置将浆液喷涂在该传送带上，且所述的传送带为一个循环结构，贯穿整个制作系统；刮平装置，其设置在传送带上方，对浆液刮平；烘干装置，其设置在刮平装置后，对喷涂在传送带上的浆液进行烘干，形成阻尼薄膜；厚度检测装置，其用于检测烘干后的浆液厚度；若符合厚度要求，则在阻尼薄膜上、下表面铺设油纸，最后收卷制成阻尼薄膜成品，若不符合厚度要求，则再次进行喷涂，直到符合要求；和控制装置，所述的控制装置控制安装在机架上的喷涂装置、传送带、刮平装置、烘干装置和厚度检测装置。

【技术特征摘要】
1.一种嵌入式共固化复合材料阻尼薄膜的制作系统，其特征在于，包括：阻尼材料溶液的制备装置，在喷涂前要完成喷涂浆液的制备；喷涂装置，该装置将制作好的浆液喷涂到传送带上；传送带，所述的喷涂装置将浆液喷涂在该传送带上，且所述的传送带为一个循环结构，贯穿整个制作系统；刮平装置，其设置在传送带上方，对浆液刮平；烘干装置，其设置在刮平装置后，对喷涂在传送带上的浆液进行烘干，形成阻尼薄膜；厚度检测装置，其用于检测烘干后的浆液厚度；若符合厚度要求，则在阻尼薄膜上、下表面铺设油纸，最后收卷制成阻尼薄膜成品，若不符合厚度要求，则再次进行喷涂，直到符合要求；和控制装置，所述的控制装置控制安装在机架上的喷涂装置、传送带、刮平装置、烘干装置和厚度检测装置。2.如权利要求1所述的嵌入式共固化复合材料阻尼薄膜的制作系统，其特征在于，所述的喷涂装置包括储液罐，所述的储液罐上连接有气泵和液压泵，所述的气泵通过加压阀控制储液罐内的压力，所述的液压泵将制作好的喷涂液泵入储液罐内，所述的储液罐的底部连接多个雾化喷头。3.如权利要求1所述的嵌入式共固化复合材料阻尼薄膜的制作系统，其特征在于，所述的刮平装置，包括一个刮平刃，所述的刮平刃通过连杆与一个横杆相连，所述的横杆两端固定在机架上，连杆可绕横杆旋转；所述的连杆底部安装有滚轮，滚轮下端与输送带的上表面接触，所述的刮平刃两端通过高度调节螺钉固定在连杆上。4.如权利要求1所述的嵌入式共固化复合材料阻尼薄膜的制作系统，其特征在于，所述的烘干装置由湿式烘干塔和干式烘干塔构成；所述的湿式烘干塔对和干式烘干塔共同对浆液进行烘干。5.如权利要求4所述的嵌入式共固化复合材料阻尼薄膜的制作系统，其特征在于，所述的系统还包括溶剂回收装置，从湿式烘干塔的底部出口流出的液态油水混合物进入油水分离器分离；从湿式烘干塔的顶部出口流出的气态油水混合物进入热交换器，转化为液态的油水混合物后，再进...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁森，杨先锋，袁丽华，古恒，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37