臂端工具制造技术

提供了一种臂端工具系统和用于制造的方法。臂端工具系统提供预浸渍碳纤维材料的自动化的材料处理、部件操纵、预成形和输送。自动机械连接至臂端工具以用于进行自动化的材料处理和从至少下预成形工具系统处进行输送操作，在下预成形工具系统处较小的压力被施加至模压机。臂端工具系统包括固化的硅酮膜以及真空装置和空气吹送装置，从而允许使众所周知是粘性的且难以处理的预浸渍碳纤维材料自动地预成形并且自动地拾取及放下。

Arm end tool

An arm - end tool system and a method for manufacturing are provided. The arm end tool system provides automated material handling, part manipulation, preforming and delivery of pre impregnated carbon fiber materials. The machine is automatically connected to the arm end tool for automatic material handling and transportation operation at least under the pre forming tool system. The smaller pressure at the lower preforming tool system is applied to the die press. The arm end tool system includes the solidified silicone membrane, vacuum device and air blowing device, so that the preimpregnated carbon fiber material, which is known to be sticky and difficult to handle, is automatically preformed and automatically picked up and lowered.

【技术实现步骤摘要】
臂端工具
本专利技术涉及在自动化过程中的生产设备中所使用的自动机械末端执行器工具，该自动机械末端执行器工具与固定的框架工具相结合以用于使预定的材料成形并输送该预定的材料。
技术介绍
不同聚合物和复合材料的模制是用来形成用于各种应用的部件的常用方法。照惯例，在模制复合材料中使用压热器方法、非压热器方法或压缩模制方法。通常，在这些过程中，材料/部件至不同工位的输送主要是手动的。复合材料能够在压热器过程中通常通过使用单面工具来模制，其中，材料片或预成形件置于单面工具上方并且接着在压热器中在压力或真空下被加热，从而将预成形件模制成所需形状。由于使材料在压热器中成形的步骤，整个过程实施起来很慢且花费较大，并且利用较高的热和压力显著增大了用于形成模制部件的生产时间和能量消耗且不能为大批量生产提供过程的可扩展性。因此，期望研发用于大批量生产优选地具有A级光洁度的机动车结构部件的其他模制装置，所述机动车结构部件例如为车辆护罩内衬或者任何其他结构部件。典型的非压热器处理——例如，封闭模具在真空下被加热——并没有取得优于压热器处理的明显结果。材料基本上还能够在压缩模制过程中模制，然而，压缩模制过程效率低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动的模具预成形系统，包括：下预成形工具，所述下预成形工具具有预成形表面；框架，所述框架位于所述下预成形工具的上方；预成形部件，所述预成形部件具有多层预浸渍材料或注射的熔融材料；下膜，所述下膜延伸越过所述框架构件，并且所述下膜具有上表面和底表面，所述上表面为布置在所述上表面上的所述预成形部件提供装载区域，并且所述膜的所述底表面在所述预成形部件成形时接合所述预成形表面；多个下膜孔口，所述多个下膜孔口在所述上表面与所述底表面之间延伸穿过所述下膜；真空箱，所述真空箱具有至少一个接触表面且带有至少一个室，所述至少一个室连接至所述至少一个接触表面以施加吸力源或空气压力源，其中，所述吸力源在所述至少一...

【技术特征摘要】
2016.08.30 US 15/251,7931.一种自动的模具预成形系统，包括：下预成形工具，所述下预成形工具具有预成形表面；框架，所述框架位于所述下预成形工具的上方；预成形部件，所述预成形部件具有多层预浸渍材料或注射的熔融材料；下膜，所述下膜延伸越过所述框架构件，并且所述下膜具有上表面和底表面，所述上表面为布置在所述上表面上的所述预成形部件提供装载区域，并且所述膜的所述底表面在所述预成形部件成形时接合所述预成形表面；多个下膜孔口，所述多个下膜孔口在所述上表面与所述底表面之间延伸穿过所述下膜；真空箱，所述真空箱具有至少一个接触表面且带有至少一个室，所述至少一个室连接至所述至少一个接触表面以施加吸力源或空气压力源，其中，所述吸力源在所述至少一个室中产生真空，所述空气压力源在所述至少一个室中产生气流并使空气压力增大；上膜，所述上膜延伸越过所述至少一个接触表面，并且所述上膜具有面向所述至少一个接触表面的上表面以及选择性地接触所述预成形部件的底表面，其中，所述上膜在所述空气压力源被施加于所述至少一个室中时的膨胀位置与所述吸力源被施加于所述至少一个室中时的缩回位置之间移动；多个上膜孔口，所述多个上膜孔口在所述上膜的所述上表面与所述底表面之间延伸穿过所述上膜，使得对所述上膜施加所述吸力源或所述空气压力源也通过所述多个上膜孔口施加，从而使所述吸力源和所述空气压力源接触所述预成形部件并作用在所述预成形部件上；自动机械，所述自动机械连接至所述真空箱以使所述真空箱相对于所述下预成形工具移动就位以接合并移动所述预成形部件并且操纵臂端工具系统；以及真空盖，所述真空盖连接至所述真空箱从而形成密闭的箱环境。2.根据权利要求1所述的自动的模具预成形系统，其中，所述下预成形工具能够在接合位置与断开接合位置之间竖向地移动。3.根据权利要求1所述的自动的模具预成形系统，其中，所述注射的熔融材料是加填有树脂和纤维的原料。4.根据权利要求1所述的自动的模具预成形系统，穿过所述下预成形工具的本体形成有一个或更多个冷却通道或加热通道，所述一个或更多个冷却通道或加热通道允许冷却流体或加热流体选择性地流动穿过所述一个或更多个冷却通道或加热通道，从而对所述下预成形工具的所述预成形表面进行冷却或加热。5.根据权利要求4所述的自动的模具预成形系统，其中，所述冷却流体或所述加热流体包括选自主要包括水、空气、蒸汽、共形的冷却红外线外部加热元件的组中的一者或更多者。6.根据权利要求1所述的自动的模具预成形系统，还包括一个或更多个真空及空气吹送出口，所述一个或更多个真空及空气吹送出口形成在所述下预成形工具中以选择性地施加吸力源或空气压力源，其中，所述吸力源在所述预成形表面与所述下膜之间产生真空，从而使所述下膜移动至缩回位置，施加至所述一个或更多个真空及空气吹送出口的所述空气压力源在所述预成形表面与所述下膜之间产生气流，从而使空气压力增大，致使所述下膜移动至膨胀位置。7.根据权利要求1所述的自动的模具预成形系统，其中，所述多层预浸渍材料包括环氧树脂基预浸渍材料，所述环氧树脂基预浸渍材料具有主要包括碳纤维、玻璃纤维、短切碳纤维、短切玻璃纤维、织物碳纤维或单向碳纤维、具有长度小于50mm的短切碳纤维的片材模制复合物及其组合的组中的至少一者。8.根据权利要求1所述的自动的模具预成形系统，其中，所述多层预浸渍材料包括具有四层预浸渍材料的主体部分以及具有至少两层预浸渍材料的一个或更多个加强补片。9.根据权利要求1所述的自动的模具预成形系统，其中，所述预成形部件当在所述下膜接合所述下预成形工具之前被布置在所述下膜上时具有装填覆盖面积，其中，所述装填覆盖面积是选自主要包括所述预成形表面的表面面积的大约95％至大约100％和所述预成形表面的表面面积的大约50％至大约85％的组中的一个范围。10.根据权利要求1所述的自动的模具预成形系统，所述上膜和所述下膜由固化的硅酮膜制成，从而提供接触所述预成形部件的不粘表面。11.根据权利要求1所述的自动的模具预成形系统，其中，所述至少一个接触表面具有预定轮廓，并且所述上膜在所述吸力源打开时压靠所述至少一个接触表面，并且所述部件保持抵靠所述上膜的所述下表面。12.根据权利要求11所述的自动的模具预成形系统，其中，当所述吸力源关闭并且所述空气压力源被接合时，所述上膜返回至平坦状态以及/或者向外鼓起至所述膨胀位置以辅助所述预成形部件从所述上膜释放。13.根据权利要求1所述的自动的模具预成形系统，还包括设置在所述上膜的所述下表面和所述下膜的所述上表面上的涂层。14.根据权利要求13所述的自动的模具预成形系统，其中，所述涂层是作为选自主要包括固化的硅酮、镍聚四氟乙烯、聚四氟乙烯及其组合的组中的一者的涂覆材料。15.根据权利要求1所述的自动的模具预成形系统，其中，所述多层预浸渍材料各自均是以树脂材料预浸渍的纤维片材，其中，纤维选自主要包括碳、凯夫拉尔、玻璃、玄武岩和/或金属的组，并且其中，树脂选自主要包括环氧树脂、乙烯基脂、聚酯和/或聚酰胺的组。16.根据权利要求1所述的自动的模具预成形系统，其中，所述预成形部件是以环氧树脂材料预浸渍的碳纤维。17.根据权利要求1所述的自动的模具预成形系统，还包括加热元件，所述加热元件位于所述框架和所述下预成形工具上方，用于从所述框架上方对所述预成形部件进行加热。18.根据权利要求1所述的自动的模具预成形系统，其中，所述多层预浸渍材料各自均是作为选自主要包括下述各者的组中的一者的片材模制复合物：连续碳纤维片材模制复合物、非连续碳纤维片材模制复合物、连续玻璃纤维片材模制复合物、非连续玻璃纤维片材模制复合物及其组合。19...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐纳德·J·杜克洛，王宗勋，约翰·A·英格拉姆，
申请(专利权)人：麦格纳国际公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA