本发明专利技术涉及一种复合材料螺旋构件制备方法及成型控制系统:包括以下步骤，制备复合材料螺旋构件成型模具；将多根纤维按照一定方向牵引至纤维集束器内进行集束，同时对纤维集束器内的纤维进行浸胶处理，获得浸胶纤维束，其中多根纤维在牵引的同时按照设定的速度周向旋转；将浸胶纤维束一端缠绕于阳模的螺旋凹槽内，按照设定速度单向牵引阳模，并通过阴模对缠绕于螺旋凹槽内的浸胶纤维束进行加热固化，浸胶纤维束固化后获得复合材料螺旋构件:通过复合材料螺旋构件制备方法及成型控制系统的设计，以解决现有生产方法仅能形成直的或者是单一方向的具有一定弧度的复合材料型材，不能对螺旋构型复杂、性能要求高的复合材料进行连续化生产的问题。续化生产的问题。续化生产的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种复合材料螺旋构件制备方法及成型控制系统
[0001]本专利技术涉及复合材料螺旋构件制备方法控制领域，尤其是涉及一种复合材料螺旋构件制备方法及成型控制系统。
技术介绍
[0002]拉挤成型工艺1948年起源于美国，50年代末期趋于成熟。该工艺生产过程自动化程度高，生产效率高；生产过程中无边角废料，产品一般不需要后加工处理，可实现省工、省料、省能耗；最适合生产一定截面形状的工字型、槽型、方形和圆形等型材，制品的质量稳定性好，重复性好，长度可任意切割。
[0003]在已知的拉挤成型工艺中，现有制备方法仅能形成直的或者是单一方向的具有一定弧度的复合材料型材，不能对螺旋构型复杂、性能要求高的复合材料进行连续化加工，所以现缺乏机械化程度高，生产效率高，制品性能稳定，制品空间构型及制品横截面构型多样的制备方法。
[0004]因此，针对上述问题本专利技术急需提供一种复合材料螺旋构件制备方法及成型控制系统。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种复合材料螺旋构件制备方法及成型控制系统，通过复合材料螺旋构件制备方法及成型控制系统的设计以解决现有生产方法仅能形成直的或者是单一方向的具有一定弧度的复合材料型材，不能对螺旋构型复杂、性能要求高的复合材料进行连续化加工的问题。
[0006]本专利技术提出一种复合材料螺旋构件制备方法，包括如下步骤：制备复合材料螺旋构件成型模具，其中，复合材料螺旋构件成型模具包括阴模，阴膜上开设有横向贯穿阴模的穿孔，穿孔内穿装有与穿孔匹配的至少两个首尾连接的阳模，各阳模外表面开设有沿长度布设的螺旋凹槽，相邻两阳模的螺旋凹槽连续布设，各阳模的外壁与阴模的穿孔内壁紧密贴合;阴模内设有加热片；将多根纤维按照一定方向牵引至纤维集束器内进行集束，同时对纤维集束器内的纤维进行浸胶处理，获得浸胶纤维束，其中多根纤维在牵引的同时按照设定的速度周向旋转；将浸胶纤维束一端缠绕于阳模的螺旋凹槽内，按照设定速度单向牵引阳模，并通过阴模对缠绕于螺旋凹槽内的浸胶纤维束进行加热固化，浸胶纤维束固化后获得复合材料螺旋构件。
[0007]优选的，阳模的牵引速度为a,阳模的螺距为b,多根纤维的周向旋转速度为r,则有。
[0008]优选的，阴膜一侧设置外套阳模的脱模环，脱模环通过连接件与阴膜连接，脱模环
外壁设有脱模口，脱模环与阴模的穿孔同心设置。
[0009]优选的，阴模穿孔的横截面形状为圆形、矩形或多边形中的一种；阳模螺旋凹槽的横截面与阴模穿孔的横截面形状相同；两个阳模的总长度大于一个阴模的长度。
[0010]优选的，阳模包括实心设置的长筒，长筒一端设有内凹槽，长筒的另一端设有可伸入内凹槽的凸起，内凹槽内壁设有内螺纹，凸起外壁设有与内螺纹配合螺紧的外螺纹，一阳模通过凸起与另一阳模上的内凹槽螺紧连接。
[0011]优选的，纤维集束器包括长筒，长筒一端为纤维迁入端，另一端为纤维迁出端，长筒内开设有中空腔室，中空腔室内直径由纤维迁入端向纤维迁出端呈渐变式缩小，纤维迁入端开设有与中空腔室连通的纤维牵入口，纤维迁出端开设有与中空腔室连通的纤维迁出口，纤维迁入口的直径小于长筒纤维迁出端的直径，长筒外壁开设有浸渍口，浸渍口与中空腔室连通；多根纤维从长筒的纤维牵入口牵入，从纤维迁出口牵出。
[0012]优选的，采用供胶机构对纤维集束器内的纤维束进行浸胶处理；供胶机构包括浸渍环架，安装于浸渍环架上的浸渍环，浸渍环内设有环腔，浸渍环外壁开设有与环腔连通的进胶口，浸渍环内壁开设有与环腔连通的出胶口，进胶口通过管路与胶液存储箱连通，进胶口与胶液存储箱连通的管路上连通有液泵，出胶口通过软管与纤维集束器的浸渍口连通。
[0013]优选的，纱线架上固定有多个纱线轴，各纱线轴上的纤维按照一定方向牵引至纤维集束器内进行集束，纱线架固定于旋转机构上，旋转机构包括固定柱，安装于固定柱上的旋转电机，旋转电机的转动轴通过轴套与转盘连接，转盘上固定有纱线架；采用牵引单元对阳模进行牵引；牵引单元包括直线运动机构，直线运动机构移动板上安装有牵引块，牵引块一侧开设有内凹槽，内凹槽内壁开设有与阳模的凸起螺紧的内螺纹，牵引块通过内凹槽与阳模的凸起螺紧连接。
[0014]本专利技术提供一种复合材料螺旋构件成型控制系统，包括牵引单元，用于使得阳模按照一定的方向直线运动；温控单元，用于与加热片连接，控制加热片的温度，使得缠绕于阳模上的浸胶纤维束固化成型；控制单元，用于设定牵引速度和加热温度，并向牵引单元和温控单元分别发送控制指令。
[0015]优选的，还包括分别与控制单元电连接的供胶机构和旋转机构，供胶机构，用于向纤维集束器供胶；旋转机构，用于控制多根纤维同时按照设定的速度周向旋转；控制单元，还用于设定胶液的泵速和纤维的周向旋转速度，并分别向供胶机构和旋转机构发送控制指令。
[0016]优选的，软管为pvc管，防止打结和缠绕。
[0017]优选的，转盘、浸渍环和阳模同轴线设置。
[0018]优选的，直线运动机构为深圳威洛博机器人有限公司的线性模组
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丝杆VF12。
[0019]本专利技术提供的一种复合材料螺旋构件制备方法及成型控制系统与现有技术相比具有以下进步：1、本专利技术提供的一种复合材料螺旋构件制备方法，制备了阴模与阳模,浸渍树脂胶液后的纤维束可盘绕存在于阳模的螺旋凹槽内部，阴模内部设置有加热片，可完成复合
材料螺旋构件产品的塑型和固化，相邻两阳模之间可通过内螺纹和凸起螺紧连接，可实现任意长度的复合材料螺旋构件的生产，本专利技术结构简单，成本低廉，可实现复合材料螺旋构件产品的连续化生产，本专利技术生产的的复合材料螺旋构件可以在土木建筑等领域中代替金属材料作为箍筋使用，复材箍筋在工厂制备，减少施工环节，缩短现场施工周期，节省成本。
[0020]2、本专利技术提供的一种复合材料螺旋构件成型控制系统，设计了牵引单元，用于使得阳模按照一定的方向直线运动；温控单元，用于与加热片连接，控制加热片的温度，使得缠绕于阳模上的浸胶纤维束固化成型；控制单元，用于设定牵引速度和加热温度供胶机构，用于向纤维集束器供胶；旋转机构，用于控制多根纤维同时按照设定的速度周向旋转。经上述设计，阳模在牵引单元作用下，可以在阴模的穿孔内沿直线运动，阳模在阴模穿孔内沿着生产方向运动过程中，在加热片作用下完成复合材料螺旋构件的塑型和固化，实现了复合材料螺旋构件的连续化生产，具有机械化程度高，生产效率高，制品性能稳定，制品空间构型及制品横截面构型多样等优势。
[0021]3、本专利技术中纱线架上的纱线轴可将纱线有序排布，有效避免纱线相互交织干涉，并在旋转电机与转盘的作用下，可按照设置的速度和转向旋转，纤维集束器以及浸渍环不仅有利于树脂胶液充分浸渍纤维束或织物，还可提前将纤维束进行收拢，并摒除纤维束或织物上多余的树脂及气泡，工作人员先将浸渍胶液后的纤维束端部准确缠绕于阳模外表面的螺旋凹槽内，再由牵引单元将阳模牵引至阴模内部，浸渍胶液后的纤维束在此过程中同步完成了收集、挤压和预成型，确保制备的复合材料螺旋构件纤维本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种复合材料螺旋构件制备方法，其特征在于：包括如下步骤：制备复合材料螺旋构件成型模具，其中，复合材料螺旋构件成型模具包括阴模（1），阴膜（1）上开设有横向贯穿阴模（1）的穿孔，穿孔内穿装有与穿孔匹配的至少两个首尾连接的阳模（2），各阳模（2）外表面开设有沿长度布设的螺旋凹槽，相邻两阳模（2）的螺旋凹槽连续布设，各阳模（2）的外壁与阴模（1）的穿孔内壁紧密贴合;阴模（1）内设有加热片；将多根纤维按照一定方向牵引至纤维集束器（4）内进行集束，同时对纤维集束器（4）内的纤维进行浸胶处理，获得浸胶纤维束，其中多根纤维在牵引的同时按照设定的速度周向旋转；将浸胶纤维束一端缠绕于阳模（2）的螺旋凹槽内，按照设定速度单向牵引阳模（2），并通过阴模（1）对缠绕于螺旋凹槽内的浸胶纤维束进行加热固化，浸胶纤维束固化后获得复合材料螺旋构件。2.根据权利要求1所述的复合材料螺旋构件制备方法，其特征在于：阳模（2）的牵引速度为a,阳模（2）的螺距为b,多根纤维的周向旋转速度为r,则有。3.根据权利要求1所述的复合材料螺旋构件制备方法，其特征在于：在阴膜（1）一侧设置外套阳模（2）的脱模环（11），脱模环（11）通过连接件（12）与阴膜（1）连接，脱模环（11）外壁设有脱模口（111），脱模环（11）与阴模（1）的穿孔同心设置。4.根据权利要求1所述的复合材料螺旋构件制备方法，其特征在于：阴模（1）穿孔的横截面形状为圆形、矩形或多边形中的一种；阳模（2）螺旋凹槽的横截面与阴模（1）穿孔的横截面形状相同；两个阳模（2）的总长度大于一个阴模（1）的长度。5.根据权利要求1所述的复合材料螺旋构件制备方法，其特征在于：阳模（2）包括实心设置的长筒，长筒一端设有内凹槽（21），长筒的另一端设有可伸入内凹槽的凸起（22），内凹槽（21）内壁设有内螺纹，凸起（22）外壁设有与内螺纹配合螺紧的外螺纹，一阳模（2）通过凸起（22）与另一阳模（2）上的内凹槽（21）螺紧连接。6.根据权利要求1所述的复合材料螺旋构件制备方法，其特征在于：纤维集束器（4）包括长筒（41），长筒（41）一端为纤维迁入端，另一端为纤维迁出端，长筒（41）内开设有中空腔室，中空腔室内直径由纤维迁入端向纤维迁出端呈渐变式缩小，纤维迁入端开设有与中空腔室连通的纤维牵入口（43），纤维迁出端开设有与中空腔室连通的纤维迁出口（42），纤维迁入...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈锋，王淑霞，王鹏飞，张为军，王亚朋，毛雅赛，
申请(专利权)人：北玻院滕州复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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