一种激光辅助碳纤维预浸料铺层温控装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种激光辅助碳纤维预浸料铺层温控装置及方法，包括温控电路、激光器、非接触式高温计以及激光头，所述激光头连接激光器，激光器连接温控电路，所述非接触式高温计连接温控电路，激光头分别朝着靠近压辊部分的预浸料带加热区域以及压紧区域的基板照射进行加热，非接触式高温计采集该区域的温度信息，经过温控电路中的遗传算法处理后获得最优的激光功率P以及离焦量X，并将其传递给激光器，调整激光头的功率与加热区域长度，控制材料处于精准适宜的加工温度，从而保证铺层质量。

【技术实现步骤摘要】
一种激光辅助碳纤维预浸料铺层温控装置及方法
本专利技术属于碳纤维生产设备领域，尤其涉及一种激光辅助碳纤维预浸料铺层温控装置及方法。
技术介绍
激光辅助碳纤维预浸料是目前应用较为前沿的技术。激光辅助预浸料带铺层可以实现单向纤维增强热塑性材料的高速加工和精确的表面温度控制。激光热源的主要优点是强度高与响应快。该工艺及其系统在多个行业中引起了兴趣，这些行业希望利用单向纤维增强热塑性塑料作为高强度轻质产品的材料，特别是大批量耐用部件的生产，例如压力容器，管道或半结构汽车部件。此外，与注塑成型结合使用，可以制造具有高度几何复杂性的混合热塑性塑料部件。现阶段，碳纤维预浸料主要采用热气炬加热，但是气体加热不够精确，导致纤维不均匀放置，成品强度降低，成本较高。而激光辅助加工能够精确地对条带进行加热，效率高成本低。通过将复合预浸料带料引导到压紧区域中，用压辊将其压在基板上，并用激光束照射预浸料带和基板的表面进行加热使之粘合。由于碳纤维材料的各向异性以及预浸料带与基底导热性的不同，对于激光辅助铺层过程中的温度的控制就会成为重点。因此需要一种易于实现的温度控制技术，以解决上述问题。专利
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种激光辅助碳纤维预浸料铺层温控装置,其特征在于，包括温控电路(4)、激光器(1)、非接触式高温计以及激光头，所述激光头连接激光器(1)，激光器(1)连接温控电路(4)，所述非接触式高温计连接温控电路(4)；所述激光头设有2个，分别朝着预浸料带(5)的加热区域、位于压紧区域的基板(6)照射；所述非接触式高温计设有2个，分别用于测量预浸料带(5)的加热区域温度以及位于压紧区域的基板(6)温度。

【技术特征摘要】
1.一种激光辅助碳纤维预浸料铺层温控装置,其特征在于，包括温控电路(4)、激光器(1)、非接触式高温计以及激光头，所述激光头连接激光器(1)，激光器(1)连接温控电路(4)，所述非接触式高温计连接温控电路(4)；所述激光头设有2个，分别朝着预浸料带(5)的加热区域、位于压紧区域的基板(6)照射；所述非接触式高温计设有2个，分别用于测量预浸料带(5)的加热区域温度以及位于压紧区域的基板(6)温度。2.根据权利要求1所述的一种激光辅助碳纤维预浸料铺层温控装置，其特征在于，所述温控电路(4)包括电压放大器、模数转换器、处理器依次相连，所述电压放大器连接非接触式温度计，所述处理器连接激光器(1)。3.一种如权利要求1所述的激光辅助碳纤维预浸料铺层温控装置的温控方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，开启激光器(1)，对预浸料带(5)的加热区域以及位于压紧区域的基板(6)进行加热；步骤2，非接触式高温计实时采集预浸料带(5)的加热区域以及位于压紧区域基板(6)的温度信息；步骤3，将温度信息处理后输入到温控电路(4)，经过温控电路(4)中遗传算法处理后，传输到激光器(1)对激光功率以及离焦量进行调节。4.根据权利要求3所述的一种激光辅助碳纤维预浸料铺层温控方法，其特征在于，所述非接触式高温计采集的温度信息经过电压放大器放大后传输给模数转换器，模数转换器将温度信号转换为数字信号。5.根据权利要求3所述的一种激光辅助碳纤维预浸料铺层温控方法，其特征在于，所述遗传算法处理的过程具体步骤为：S1，对经模数转换器后得到的温度信号T、激光功率P以及离焦量X进行编码，产生初始群体；S2，进行个体评价，评价其适应度，判断温度是否在允许的范围内；S3，如果温度在允许范围内，就将激光功率P以及离焦量X输出，送往激光器(1)，用以控制激光参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁华，过羿丞，王宗程，吴培鸿，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32