一种复合材料蜂窝的快速固化装置、固化系统及固化方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种复合材料蜂窝的快速固化装置，包括支撑块、加热棒以及中心开孔的柱形的固化芯子，支撑块中心开有通孔；加热棒的底端插入支撑块的中心孔内；固化芯子，其套接在加热棒加热部位的外侧，其底面与支撑块的顶面触接；固化芯子由热膨胀系数为15

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料蜂窝的快速固化装置、固化系统及固化方法


[0001]本专利技术涉及一种蜂窝芯子的快速固化系统和方法，特别涉及一种复合材料蜂窝的快速固化装置、固化系统及固化方法。

技术介绍

[0002]目前，复合材料蜂窝作为轻质蜂窝材料的主要类型，由于其可靠的机械性能和出色的设置性，已广泛应用于航空航天，车辆，船舶，建筑和机械工程等各个领域。使用纤维增强的复合材料是开发具有优异机械性能的超轻蜂窝材料的有效方法。纤维增强复合材料具有各种优点，如高比刚度和比强度，优异的疲劳性能，耐腐蚀性和耐高温性。因此，纤维增强蜂窝材料在夹芯中的应用在高超音速飞行器，远程火箭，货船和保护系统中具有无限的潜力。
[0003]在纤维增强复合材料蜂窝的制造过程中，不同制造方法制成的蜂窝的机械特性，失效机理和结构缺陷是不同的。常用的制造方法包括热压成型、机械互锁结构、定制折纸方法和3D打印等。其中，热压成型是一种应用最为广泛的制造方法，主要是利用专门设置的模具，通过对预浸料加压及热固化完成纤维增强复合材料蜂窝的制备，但目前该方法尚不能实现复合材料蜂窝的连续制造。机械互锁法，主要是利用机械互锁的方式完成复合材料蜂窝的组装，但该方法由于纤维的干涉会导致肋骨相交处性能较弱。对于定制折纸方法，其较低的容错性是制备过程中的难点。在3D打印过程中，喷嘴容易堵塞，而且蜂窝的机械性能较差，且在纵、横打印方向上存在明显的各项异性。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种复合材料蜂窝的快速固化装置、固化系统及固化方法。
[0005]本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种复合材料蜂窝的快速固化装置，包括支撑块、加热棒以及中心开孔的柱形的固化芯子，支撑块中心开有通孔；加热棒的底端插入支撑块的中心孔内；固化芯子，其套接在加热棒加热部位的外侧，其底面与支撑块的顶面触接；固化芯子由热膨胀系数为15
×
10
‑6/℃～25
×
10
‑6/℃且耐热温度≥100℃的材料制成；固化芯子的外侧表面形状与复合材料蜂窝中的蜂窝内侧表面形状相配合。
[0006]进一步地，还包括用于定位固化芯子的固化装置底板；固化装置底板的上表面设有与支撑块下端配合的凹槽；支撑块插入在凹槽内；凹槽内中心开通孔；加热棒的电源线由凹槽内通孔引出。
[0007]进一步地，还包括位于固化芯子顶部的限位头，限位头为锥台或棱台形，固化芯子的上表面设有径向凹槽或凸起，限位头的下表面对应设有与固化芯子的上表面配合的径向凸起或凹槽；限位头与加热棒固接。
[0008]进一步地，加热棒包括外表面设有螺旋凹槽的加热立柱以及沿螺旋凹槽缠绕的电
热丝；电热丝不凸出于加热立柱的外表面；加热立柱的外表面绝缘且由导热系数≤2.00W/m.K的材料制成。
[0009]本专利技术还提供了一种复合材料蜂窝的快速固化系统，其包括上述的复合材料蜂窝的快速固化装置。
[0010]进一步地，还包括控制系统、温度检测装置、升降装置以及定位装置；定位装置，其用于定位复合材料蜂窝中的蜂窝位置，其包括定位盘，定位盘对应蜂窝位置开有与固化芯子间隙配合的定位孔；升降装置用于升降快速固化装置，使固化芯子向上插入或向下退出于复合材料蜂窝中的蜂窝；温度检测装置用于检测固化芯子的温度，其将检测信号发送至控制系统；控制系统用于接收温度检测装置的检测信号并控制加热棒以及升降装置的工作。
[0011]进一步地，定位装置对应蜂窝位置开设的定位孔为六方孔。
[0012]进一步地，还包括进料装置；进料装置用于将复合材料蜂窝放置于定位装置上；其包括导向槽，复合材料蜂窝沿导向槽进入到定位装置上，且其蜂窝位于定位装置的定位孔内。
[0013]进一步地，还包括导向柱以及用于冷却快速固化装置及复合材料蜂窝的送风装置；快速固化装置，其上开有与导向柱配合的导向孔，其在升降时沿导向柱升降。
[0014]本专利技术还提供了一种复合材料蜂窝的快速固化方法，其采用上述的复合材料蜂窝的快速固化系统，其包括以下步骤：
[0015]S1：将待固化的复合材料蜂窝传送至定位装置；
[0016]S2：启动升降装置，使固化芯子上升插入到复合材料蜂窝的蜂窝中；
[0017]S3：启动加热棒，固化芯子受热膨胀，将复合材料蜂窝上多余的树脂挤出；
[0018]S4：关闭加热棒，开启送风装置将多余的树脂吹落，一段时间后关闭送风装置；
[0019]S5：再次启动加热棒对固化芯子加热，通过控制固化芯子的加热温度和加热时间实现复合材料蜂窝的蜂窝固化；
[0020]S6：固化结束后，再次开启送风装置，使固化芯子冷却，待固化芯子收缩并与复合材料蜂窝脱离后，启动升降装置，使固化芯子下降退出复合材料蜂窝的蜂窝。
[0021]本专利技术具有的优点和积极效果是：本专利技术基于热成型法提出了一种复合材料蜂窝的快速固化装置、固化系统及固化方法，该复合材料蜂窝的快速固化装置、固化系统及固化方法能够连续快速、高效率的生产出质量稳定的蜂窝。
[0022]本专利技术中采用电热丝加热固化装置。为了方便电热丝安装和维护，固化装置设计成可拆分结构。通过内部的电热丝对外部的固化芯子进行加热，膨胀挤压复合材料蜂窝，达到设定的温度和压力，实现固化。通过控制电热丝的电流，实现对电热丝产热的控制。通过对固化芯子的温度的测量，进行反馈调节。
附图说明
[0023]图1是本专利技术的一种复合材料蜂窝的快速固化系统的工作原理示意图。
[0024]图2是本专利技术的一种复合材料蜂窝的快速固化系统的结构示意图。
[0025]图3是本专利技术的一种复合材料蜂窝的快速固化装置结构示意图。
[0026]图4是本专利技术的一种加热棒的结构示意图。
[0027]图5是本专利技术的一种限位头的结构示意图。
[0028]图6是本专利技术的一种固化芯子的结构示意图。
[0029]图7是本专利技术的一种支撑块的主视图的剖视图。
[0030]图8是本专利技术的一种支撑块的仰视图。
[0031]图9是本专利技术的一种固化装置底板的结构示意图。
[0032]图10是本专利技术的一种定位盘的结构示意图。
[0033]图中：1、复合材料蜂窝；2、定位盘；3、复合材料蜂窝的快速固化装置；4、限位头；5、固化芯子；6、加热棒；7、电热丝；8、支撑块；9、固化装置底板；10、气缸；11、导向柱；12、基座；13、控制系统；14、支撑块的中心孔；15、径向凸起；16、径向凹槽；17、过线槽；18、固化装置底板的凹槽；19、定位孔。
具体实施方式
[0034]为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
[0035]请参见图1至图10，一种复合材料蜂窝的快速固化装置3，包括支撑块8、加热棒6以及中心开孔的柱形的固化芯子5，支撑块8中心开有通孔；加热棒6的底端插入支撑块的中心孔14内；固本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合材料蜂窝的快速固化装置，其特征在于，包括支撑块、加热棒以及中心开孔的柱形的固化芯子，支撑块中心开有通孔；加热棒的底端插入支撑块的中心孔内；固化芯子，其套接在加热棒加热部位的外侧，其底面与支撑块的顶面触接；固化芯子由热膨胀系数为15
×
10
‑6/℃～25
×
10
‑6/℃且耐热温度≥100℃的材料制成；固化芯子的外侧表面形状与复合材料蜂窝中的蜂窝内侧表面形状相配合。2.根据权利要求1所述的复合材料蜂窝的快速固化装置，其特征在于，还包括用于定位固化芯子的固化装置底板；固化装置底板的上表面设有与支撑块下端配合的凹槽；支撑块插入在凹槽内；凹槽内中心开通孔；加热棒的电源线由凹槽内通孔引出。3.根据权利要求1所述的复合材料蜂窝的快速固化装置，其特征在于，还包括位于固化芯子顶部的限位头，限位头为锥台或棱台形，固化芯子的上表面设有径向凹槽或凸起，限位头的下表面对应设有与固化芯子的上表面配合的径向凸起或凹槽；限位头与加热棒固接。4.根据权利要求1所述的复合材料蜂窝的快速固化装置，其特征在于，加热棒包括外表面设有螺旋凹槽的加热立柱以及沿螺旋凹槽缠绕的电阻丝；电阻丝不凸出于加热立柱的外表面；加热立柱的外表面绝缘且由导热系数≤2.00W/m.K的材料制成。5.一种复合材料蜂窝的快速固化系统，其包括权利要求1至4任一项所述的复合材料蜂窝的快速固化装置。6.根据权利要求5所述的复合材料蜂窝的快速固化系统，其特征在于，还包括控制系统、温度检测装置、升降装置以及定位装置；定位装置，其用于定位复合材料蜂窝中的蜂窝位置，其包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯峰，王雪，顾佩华，
申请(专利权)人：天津大学浙江国际创新设计与智造研究院，
类型：发明
国别省市：