一种用于井下巡检机器人防爆材料制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种用于井下巡检机器人防爆材料制备工艺，包括以下操作步骤：一.原材料开卷裁剪：将预成型裁剪图样输入自动裁剪，并对裁剪图样进行优化排列；二.纤维铺设：利用织物叠合输送设备将叠合好的纤维织物转移到纤维预成型设备上；三.纤维织物预定型：将纤维织物铺层均匀铺入预成型模具中，使纤维预成型体定型；四.预成型体的剪裁：将经过预热预压定型的玄武岩纤维增强体转入预成型体剪裁模具。上述制备工艺增大了密封模腔间隙，使树脂注入通道增加，注胶结束后再将模具在高压下完全闭合，树脂体系随闭合压力流动充模，成型压力相对较低，避免了纤维的冲动，提高了树脂的渗透率与流动距离，提高了纤维的浸渍速度。提高了纤维的浸渍速度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于井下巡检机器人防爆材料制备工艺


[0001]本专利技术涉及防爆材料领域，特别涉及一种用于井下巡检机器人防爆材料制备工艺。

技术介绍

[0002]玄武岩纤维：以天然玄武岩拉制的连续纤维。是玄武岩石料在 1450℃～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色。玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料，它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成。
[0003]此外，玄武岩纤维的生产工艺决定了产生的废弃物少，对环境污染小，且产品废弃后可直接在环境中降解，无任何危害，因此是一种名副其实的绿色、环保材料。我国已把玄武岩纤维列为重点发展的四大纤维(碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯、玄武岩纤维)之一，实现了工业化生产。玄武岩连续纤维已在纤维增强复合材料、摩擦材料、造船材料、隔热材料、汽车行业、高温过滤织物以及防护领域等多个方面得到了广泛的应用。
[0004]井下巡检机器人工作环境恶劣，为爆炸性环境，外壳作为防爆结构的主要部分，要切实起到防爆作用，井下巡检机器人的市场面对所有井下作业行业，覆盖面广，需求量大，当大量制造的时候，必须可以控制批生产的质量。井下工作环境的核心需求是防爆，防爆结构落实到材料与结构，重要的是结构在内爆、外爆等条件下，有足够的刚度。玄武岩连续纤维不仅强度高，而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能。
[0005]本申请专利技术人在玄武岩纤维材料制备的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：r/>[0006]玄武岩纤维材料的制备过程中，胶凝时间适当长；固化速度快；高消泡性和高浸润性；树脂的粘度低、可挥发性低、固化收缩率低、放热峰低，从而导致传统的制备工艺支撑的玄武岩纤维材料致密性和稳定性较差，无法满足矿井下的安全使用环境的要求，为此，我们提出一种用于井下巡检机器人防爆材料制备工艺来解决上述问题。

技术实现思路

[0007]为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于井下巡检机器人防爆材料制备工艺，来解决
技术介绍
中提出的技术问题。
[0008]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0009]一种用于井下巡检机器人防爆材料制备工艺，包括以下操作步骤：
[0010]一.原材料开卷裁剪：首先将玄武岩纤维织物的卷筒固定在自动裁剪机的旋转轴上，并将预成型裁剪图样输入自动裁剪，并对裁剪图样进行优化排列；展开玄武岩纤维织物卷筒，开动裁剪机，进行预成型体铺层图样的自动裁剪；
[0011]二.喷洒预定型剂：将裁剪所得的纤维织物转移到预定型剂喷涂设备，开动喷涂设备将预定型粘接剂均匀喷涂在纤维织物表面，喷涂时需移动纤维织物，以便预定型剂均匀
喷涂在纤维织物表面；
[0012]三.纤维层定位与叠合：将涂覆有纤维预定型剂的玄武岩纤维织物转移到织物叠合设备，并按所设计的制件纤维铺层结构将纤维织物依次进行定位、叠合，并平铺在织物铺叠输送带上；
[0013]四.纤维铺设：利用织物叠合输送设备将叠合好的纤维织物转移到纤维预成型设备上，纤维织物转移时，需精确控制输送带的移到速度和位置，防止纤维织物铺放过程中发生移动或错位，影响制件性能；
[0014]五.纤维织物预定型：将纤维织物铺层均匀铺入预成型模具中，首先将预成型体中心的加压压头下压，压紧纤维铺层结构，并将预成型模具的加压压头由中心向外辐射顺序下压，下压时尽可能的减少纤维的皱缩，以影响制品性能，在预成型模具的热、压作用下，使纤维预成型体定型；
[0015]六.预成型体的剪裁：将经过预热预压定型的玄武岩纤维增强体转入预成型体剪裁模具，并用裁剪样模覆盖，以裁剪样模为依据，利用机械手臂将裁刀沿样模边缘进行剪裁，切除多余的玄武岩纤维，并获得与注射模腔尺寸相对应的纤维预成型体。
[0016]进一步的，七.制件外形轮廓修边：将冷却定型的复合材料样件转移至机加工中心，为保证制件机加工精度，将制件直接移至机加工工装上，并利用机械手以及机加工刀具，裁剪制件边缘多余的飞边、工艺边等。
[0017]进一步的，八.制件连接结构的加工以尺寸检查：裁边加工结束后，还需对制件的连接和配合结构，如定位孔、配合面平面度等的机加工，加工过程中需要根据情况更换裁剪刀具，以保证制件加工精度，机加工结束后，还需要更换检查工具，对制件进行尺寸公差检查，检查结束即得到满足使用要求的复合材料制件。
[0018]进一步的，所述具体步骤五，纤维织物预定型：
[0019]1.预成型体的放置：将放置预成型体的托架依次叠放整齐，并利用带吸盘的机械手臂将纤维预成型体吸起，将预成型体转移至开启的 RTM成型模具中，并将RTM注射模具闭合，并利用锁紧机构将RTM成型模具锁紧；
[0020]2.树脂传递注射工艺：在保证注射模型腔始终保持密封的条件下，对模具抽真空，并利用双橡胶密封圈的回弹性能，增大模具的合模间隙；并将液态低黏度树脂在高压注射机的作用下由模具底部中心注入高温(模具温度≥150℃)密封注射模具内，
[0021]利用高精度的高温注射机精确计量并控制树脂体系中各组分材料(主体树脂、固化剂、内脱模剂等)的比例，并在高压计量泵的作用下，进入注射机的混合头，并在混合头中高压对冲混合，并将混合均匀的树脂迅速注入高温模腔，注胶结束后将模具完全闭合，闭合过程中模具进一步挤压注射树脂，使其充满并浸润玄武岩纤维增强材料，并在高温高压作用下快速固化；
[0022]3.模内喷涂技术：待HP
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RTM树脂固化结束，再次控制模具的合模间隙，并由预留的侧孔及流道中注入低黏度的模具表面树脂，并再次将模具完全闭合，挤压胶衣树脂使其尽可能的充模模具，并在制品表层喷涂一层均匀的树脂膜；
[0023]4.脱模及模具清理：待胶衣树脂固化结束，由慢到快打开液压机，使并利用机械手臂及其吸附装置将制件吸附固定，开启顶出机构将制件顶出，并使顶出后的制件紧紧吸附在机械手臂的吸盘上。同时清理模具中残留的树脂飞边等；
[0024]5.制件的冷却定型：脱模后，利用机械臂及吸盘将仍处于高温状态的成型制件，转移到冷却定型工装上，并将利用真空将制件紧紧吸附在冷却定型工装，并通过冷却定型工装使制件快速冷却至室温。
[0025]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
[0026]1.在HP
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RTM工艺技术的树脂注胶前，增大了密封模腔间隙，使树脂注入通道增加，注胶结束后再将模具在高压下完全闭合，树脂体系随闭合压力流动充模，成型压力相对较低，避免了纤维的冲动，提高了树脂的渗透率与流动距离，提高了纤维的浸渍速度，有效避免了干纤维的产生，缩短了制件成型周期，HP
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RTM工艺增加了注射后的压制过程，降低了树脂注射充填难度，提高了预制件的浸渍质量，并缩短了成型周期。
[0027]具体工艺特点如下：
[0028]①
树脂快速充满模腔。较大的合模间隙和较高的注射压力 (1.0<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于井下巡检机器人防爆材料制备工艺，其特征在于：包括以下操作步骤：一.原材料开卷裁剪：首先将玄武岩纤维织物的卷筒固定在自动裁剪机的旋转轴上，并将预成型裁剪图样输入自动裁剪，并对裁剪图样进行优化排列；展开玄武岩纤维织物卷筒，开动裁剪机，进行预成型体铺层图样的自动裁剪；二.纤维铺设：利用织物叠合输送设备将叠合好的纤维织物转移到纤维预成型设备上；三.纤维织物预定型：将纤维织物铺层均匀铺入预成型模具中，首先将预成型体中心的加压压头下压，压紧纤维铺层结构，并将预成型模具的加压压头由中心向外辐射顺序下压，在预成型模具的热、压作用下，使纤维预成型体定型；四.预成型体的剪裁：将经过预热预压定型的玄武岩纤维增强体转入预成型体剪裁模具，并用裁剪样模覆盖，以裁剪样模为依据，利用机械手臂将裁刀沿样模边缘进行剪裁，切除多余的玄武岩纤维，并获得与注射模腔尺寸相对应的纤维预成型体。2.根据权利要求1所述的一种用于井下巡检机器人防爆材料制备工艺，其特征在于：五.制件外形轮廓修边：将冷却定型的复合材料样件转移至机加工中心，为保证制件机加工精度，将制件直接移至机加工工装上，并利用机械手以及机加工刀具。3.根据权利要求2所述的一种用于井下巡检机器人防爆材料制备工艺，其特征在于：六.制件连接结构的加工以尺寸检查：裁边加工结束后，还需对制件的连接和配合结构，加工过程中需要根据情况更换裁剪刀具，对制件进行尺寸公差检查，检查结束即得到满足使用要求的复合材料制件。4.根据权利要求1所述的一种用于井下巡检机器人防爆材料制备工艺，其特征在于：所述具体步骤五.纤维织物预定型：预成型体的放置：将放置预成型体的托架依次叠放整齐，并利用带吸盘的机械手臂将纤维预成型体吸起，将预成型体转移至开...

【专利技术属性】
技术研发人员：张梅，
申请(专利权)人：张梅，
类型：发明
国别省市：