预成型热塑性碳纤维复合材料制样自动化设备制造技术

本实用新型专利技术涉及预成型热塑性碳纤维复合材料制样自动化设备，包括机架、安装底板、安装顶板，设置在安装顶板与安装底板之间的导向柱，活动板包括板体和固定在板体上的导向部，导向部与导向柱对应设置，导向部与导向柱导向适配以实现活动板相对导向柱上下移动；固定在安装底板上表面的第一模板，固定在活动板下表面的第二模板；第一模板设置有第一加热装置，第一模板设置有第一温度显示器；第二模板设置有第二加热装置，第二模板设置有第二温度显示器；控制器与驱动装置控制连接；第一温度显示器、第二温度显示器分别与控制器控制连接；驱动装置固定在安装顶板上；传动结构设置在驱动装置与活动板之间，从而获得纤维一致性好的预成型热塑性层压板。成型热塑性层压板。成型热塑性层压板。

【技术实现步骤摘要】
预成型热塑性碳纤维复合材料制样自动化设备


[0001]本技术属于复合材料加工领域，尤其涉及预成型热塑性碳纤维复合材料制样自动化设备。

技术介绍

[0002]碳纤维复合材料具有优良的力学性能，很好的耐腐蚀性等特性，被广泛应用于体育、航空航天、汽车等领域，在碳纤维复合材料主要分为热固性复合材料和热塑性复合材料。近年来随着国家推广绿色节能环保相关政策的大量出台，热塑性复合材料由于其浸渍的树脂是热塑性的，能够实现循环回收利用，而且具有热压成型效率高，结构稳定的特点而在复合材料
得到了广泛应用。
[0003]传统的热塑性预浸带铺层板主要依靠人工剪切特定长度，再由熟练工人按照一定的铺层方式，利用热风枪吹出的高温高速气流，用镀铬光辊进行辊压成型，往往工人需要重复铺层数十次，才能将预制样的层压板完成，这种铺层工艺方法效率低，工作环境苛刻，稍有不慎容易造成烫伤。而且传统的热塑性预浸料层压板制样方式，人工铺设的时候层与层之间孔隙率大，空气不能及时的排出，导致后期进入真空热压机压合后层压板气孔率高，力学性能差。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本技术的目的在于提供预成型热塑性碳纤维复合材料制样自动化设备，以解决现有技术中热塑性碳纤维预浸带铺层效率较低、层与层之间孔隙率大的问题。
[0005]为实现上述目的，本技术的预成型热塑性碳纤维复合材料制样自动化设备所采用的技术方案是：
[0006]预成型热塑性碳纤维复合材料制样自动化设备，包括：
[0007]机架；
[0008]安装底板：固定在机架的顶部；
[0009]安装顶板：平行间隔设置在安装底板的上方；
[0010]导向柱：设置在安装顶板与安装底板之间，导向柱至少设置有两根；
[0011]活动板：设置在安装顶板与安装底板之间，活动板包括板体和固定在板体上的导向部，导向部与导向柱对应设置，导向部与导向柱导向适配以实现活动板相对于导向柱上下移动；
[0012]第一模板：固定在安装底板上表面；
[0013]第二模板：固定在活动板下表面，第一模板与第二模板上下相对设置；
[0014]第一模板设置有第一加热装置，第一模板设置有第一温度显示器；
[0015]第二模板设置有第二加热装置，第二模板设置有第二温度显示器；
[0016]控制器：与驱动装置控制连接；
[0017]第一温度显示器与控制器控制连接，第二温度显示器与控制器控制连接；
[0018]驱动装置：固定在安装顶板上；
[0019]传动结构：设置在驱动装置与活动板之间，通过传动结构将驱动装置的驱动力传递给活动板以实现第二模板相对第一模板移动。
[0020]有益效果：本技术通过驱动电机带动第二模板向下运动，完成与第一模板的压合，导向柱用于对活动板的向下移动进行导向，保证第二模板能够准确的与第一模板进行压合；并通过第一加热装置与第二加热装置分别对第一模板与第二模板进行加热，从而能够较好的实现热塑性预浸料层压板之间的压合，以降低层压板层与层之间的孔隙率，从而获得纤维一致性好的预成型热塑性层压板。
[0021]进一步的，所述第一模板与安装底板之间安装有第一隔热板。
[0022]有益效果：第一隔热板的设置能够避免第一模板的热量传递至安装底板，减小第一模板的热量损失。
[0023]所述第一模板为凹模，所述第二模板为凸模，凹模设有容纳凸模模头的凹槽。
[0024]有益效果：使用时能够将热塑性预浸料层压板放置在第一模板，也即凹模中，在凸模向下压的过程中，能够避免热塑性预浸料层压板相对于第一模板发生移动，从而保证预成型热塑性层压板具有较好的成型效果。
[0025]进一步的，所述凹模的相对两侧边固定有压力传感器，所述活动板固定有压板，压板与压力传感器上下对应设置，当凸模的模头与凹模的模底完全贴合时，压板的底部与压力传感器上部贴合，压力传感器与控制器控制连接。
[0026]有益效果：压板与压力传感器的设置能够准确控制凸模与凹模之间的压力的大小，从而保证热塑性碳纤维预浸带层叠板的层间孔隙率低，得到特定厚度的预层压板。
[0027]进一步的，所述凹模的相对侧边上还固定有支撑板，支撑板设置在压力传感器的下方，压力传感器与支撑板之间设置有第二隔热板。
[0028]有益效果：第二隔热板的设置：一方面能够避免第一模板上的热量传递至压力传感器上，以降低压力传感器的温度，保证压力传感器的使用精度；另一方面能够避免第一模板的热量损失。
[0029]所述凹模的压力传感器所在的一侧边设置有与冷却气体连通的进气口、出气口，凹模底部中设有连通进气口与出气口的回折形冷却通道。
[0030]有益效果：进气口、出气口、冷却通道的设置能够在预压件预压完成进行保压后，对凹模以及预压件进行气流冷却，从而降低凸模与凹模的温度，使热塑性树脂降低到玻璃化温度以下，保证预成型热塑性层压板的成型质量。
[0031]所述导向部包括与活动板固定连接的连接板以及与连接板固定连接的导向盘，导向盘设有供导向柱穿过的避让孔，导向盘固定有导套，导套包括与导向柱滑动适配导向筒和固定在导向筒下方的法兰盘，导套通过法兰盘与导向盘固定连接。
[0032]有益效果：导向部与导套的设置能够保证驱动装置向下压时，第二模板向下移动的动作的一致性，保证下压过程中第一模板与第二模板的合模质量。
[0033]所述传动结构为鱼眼接头，所述活动板上表面固定有鱼眼接头安装座，所述鱼眼接头的上端与驱动装置固定连接，鱼眼接头的下端与鱼眼接头安装座连接。
[0034]有益效果：鱼眼接头的设置能够提高驱动装置的精度，减小驱动装置的下压过程中的阻力。
附图说明
[0035]图1是本技术的预成型热塑性碳纤维复合材料制样自动化设备的结构示意图；
[0036]图2是图1中的预成型热塑性碳纤维复合材料制样自动化设备的另一视角的示意图。
[0037]附图标记：1
‑
机架；2
‑
安装底板；3
‑
导向柱下固定座；4
‑
导向柱；5
‑
凸模加热棒；6
‑
活动板；7
‑
导套；8
‑
导向柱上固定座；9
‑
安装顶板；10
‑
伺服电机；11
‑
凹模；12
‑
压板；13
‑
凸模；14
‑
进气口；15
‑
压力传感器；16
‑
出气口；17
‑
第一隔热板；18
‑
第二隔热板；19
‑
支撑板；20
‑
锁紧螺栓；21
‑
鱼眼接头；22
‑
鱼眼接头安装座；23
‑
凹模加热棒。
具体实施方式
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.预成型热塑性碳纤维复合材料制样自动化设备，其特征是，包括：机架；安装底板：固定在机架的顶部；安装顶板：平行间隔设置在安装底板的上方；导向柱：设置在安装顶板与安装底板之间，导向柱至少设置有两根；活动板：设置在安装顶板与安装底板之间，活动板包括板体和固定在板体上的导向部，导向部与导向柱对应设置，导向部与导向柱导向适配以实现活动板相对于导向柱上下移动；第一模板：固定在安装底板上表面；第二模板：固定在活动板下表面，第一模板与第二模板上下相对设置；第一模板设置有第一加热装置，第一模板设置有第一温度显示器；第二模板设置有第二加热装置，第二模板设置有第二温度显示器；控制器：与驱动装置控制连接；第一温度显示器与控制器控制连接，第二温度显示器与控制器控制连接；驱动装置：固定在安装顶板上；传动结构：设置在驱动装置与活动板之间，通过传动结构将驱动装置的驱动力传递给活动板以实现第二模板相对第一模板移动。2.根据权利要求1所述的预成型热塑性碳纤维复合材料制样自动化设备，其特征是，所述第一模板与安装底板之间安装有第一隔热板。3.根据权利要求1或2所述的预成型热塑性碳纤维复合材料制样自动化设备，其特征是，所述第一模板为凹模，所述第二模板为凸模，凹模设有容纳凸模模头的凹槽。4.根据权利要求3所述的预成型热塑性碳纤维复合材...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨华龙，吴昕哲，张光辉，梁晓颖，阮诗伦，
申请(专利权)人：大连理工大学重大装备设计与制造郑州研究院，
类型：新型
国别省市：