一种螺旋复合材料成型方法及成型控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种螺旋复合材料成型方法及成型控制系统:包括如下步骤：1)制备预成型组件和成型组件，其中，成型组件包括：芯模，芯模外壁沿长度布设用于浸胶纤维缠绕的螺旋槽，螺旋槽包括限位槽和塑形槽，限位槽的槽底与塑形槽贯通，限位槽的槽宽小于塑形槽的槽宽；2)将多根纤维与牵引绳连接，拉动牵引绳将多根纤维牵引至纤维浸胶器内进行集束；3)将牵引绳缠绕于芯模的螺旋槽的塑形槽内，并穿出更换口与脱模机构连接，牵引绳带动预成型纤维束进入塑形槽内；脱模机构旋转拉拽牵引绳对螺旋复合材料脱模，并将第二段预成型纤维束牵引至塑形槽内固化成型:通过上述设计解决现有阳模开设不同横截面的螺旋凹槽制作难度高的技术难题。横截面的螺旋凹槽制作难度高的技术难题。横截面的螺旋凹槽制作难度高的技术难题。

【技术实现步骤摘要】
一种螺旋复合材料成型方法及成型控制系统


[0001]本专利技术涉及螺旋复合材料成型方法控制领域，尤其是涉及一种螺旋复合材料成型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]专利CN202310272126.3公开了一种复合材料螺旋构件成型系统以及专利CN202310272128.2公开了一种复合材料螺旋构件制备方法及成型控制系统，具备连续化生产能力，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,但是以上专利生产的螺旋产品的横截面构型单一，若想产出不同横截面构型的产品需要重新制作带有相应构型螺旋凹槽的阳模，但在阳模上开设不同横截面的螺旋凹槽，制作难度大，成本高。
[0004]因此，针对上述问题本专利技术急需提供一种螺旋复合材料成型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螺旋复合材料成型方法及成型控制系统，解决了复合材料螺旋型产品一体化生产工序复杂难题，具有自动化程度高，省工省力，产品性能稳定，产品空间构型及横截面构型多样等优。
[0006]本专利技术提供一种螺旋复合材料成型方法，包括如下步骤：1)制备预成型组件和成型组件，其中，预成型组件包括：加热筒，加热筒设有横向贯穿加热筒的穿孔，加热筒内设有加热片；成型组件包括：芯模，芯模外壁沿长度布设用于浸胶纤维缠绕的螺旋槽，螺旋槽包括限位槽和塑形槽，限位槽的槽底与塑形槽贯通，限位槽的槽宽小于塑形槽的槽宽；还包括与螺旋槽匹配的塑形器，塑形器包括与塑形槽匹配的塑形块和可穿出限位槽的连接杆，芯模两端设有用于更换塑形器的更换口；连接杆一端与塑形块可拆卸连接，另一端通过连接件与外套于芯模外的驱动旋转机构连接,塑形块还设有贯穿塑形块的纤维穿孔；芯模内设有加热片；2)将多根纤维与牵引绳连接，拉动牵引绳将多根纤维牵引至纤维浸胶器内进行集束，同时对纤维浸胶器内的纤维进行浸胶处理，获得浸胶纤维束，将浸胶纤维束牵引至预成型组件内进行预成型处理，获得预成型纤维束；3)将牵引绳缠绕于芯模的螺旋槽的塑形槽内，并穿出更换口与脱模机构连接，牵引绳带动预成型纤维束进入塑形槽内；与预成型纤维束相接的浸胶纤维束进入预成型组件
形成第二段预成型纤维束，芯模对缠绕于螺旋槽中塑形槽内的预成型纤维束进行加热固化，形成螺旋复合材料；脱模机构旋转拉拽牵引绳对螺旋复合材料脱模，并将与螺旋复合材料相连接的第二段预成型纤维束牵引至塑形槽内固化成型。
[0007]优选的，驱动旋转机构包括移动台和可外套芯模的旋转圆环，移动台上设有用于旋转圆环固定的弧形槽，弧形槽内沿弧度方向设有滚珠；旋转圆环一侧设有向侧端延伸的凸起，凸起一侧连接有与旋转圆环同轴设置的齿环，还包括安装于移动台上的旋转电机，旋转电机的转轴上套接有与齿环齿牙啮合的齿轮；还包括设置于移动台底部的固定台，固定台顶部开设有用于容纳移动台移动的光滑平槽。
[0008]优选的，连接杆两端设有外螺纹，连接件和塑形块分别设有与外螺纹匹配的螺纹凹槽，连接件与塑形块分别通过螺纹凹槽和外螺纹与连接杆可拆卸连接。
[0009]优选的，脱模机构包括直线运动单元和固定于直线运动单元的移动板上的固定柱，固定柱上安装有驱动电机，驱动电机的转动轴通过轴套与转盘连接，转盘上固定有牵引绳固定环。
[0010]优选的，纤维浸胶器包括底座，底座顶部开设有放置槽，放置槽内放置有纤维集束器，纤维集束器正上方设有固定圆环，固定圆环底部通过支撑架与底座连接，固定圆环顶部设有胶液箱，胶液箱底部设有锥形出液口，锥形出液口上安装有控制阀，胶液箱底部的锥形出液口穿过固定圆环中心与纤维集束器连接。
[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，纤维迁入端设有与中空腔室连通的纤维迁入口，纤维迁出端设有与中空腔室连通的纤维迁出口，纤维迁入口的直径大于长筒纤维迁出口的直径，长筒外壁设有浸渍口，浸渍口与中空腔室连通，浸渍口与锥形出液口连通。
[0012]优选的，纤维集束器的纤维迁出口与预成型组件的加热筒通过连接筒连接，连接筒两端设有反向的外螺纹，加热筒的穿孔和纤维集束器的纤维迁出口分别设有与外螺纹匹配的反向的内螺纹，加热筒和纤维迁出口分别通过外螺纹与内螺纹与连接筒连通。
[0013]优选的，加热筒通过支架固定于地面，芯模通过支架固定于地面。
[0014]本专利技术还提供一种基于螺旋复合材料成型方法的成型控制系统，包括驱动旋转机构，用于使得旋转圆环绕芯模的轴线做自转运动，从而带动塑形块在塑形槽内前进；脱模机构，用于拉拽牵引绳对螺旋复合材料脱模，并顺势将与螺旋复合材料相连接的第二段预成型纤维束牵引至塑形槽内固化成型；温控机构，用于与加热片连接，控制加热片的温度，使得缠绕于芯模的螺旋槽内的浸胶纤维束固化成型；优选的，还包括控制机构，用于设定旋转圆环的旋转速度、脱模机构转盘的旋转速度以及温控机构的加热温度，并向驱动旋转机构、脱模机构和温控单元分别发送控制指令。
[0015]本专利技术提供的一种螺旋复合材料成型方法及成型控制系统与现有技术相比具有以下进步：
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本专利技术中所述螺旋复合材料成型方法步骤图；图2为本专利技术中所述螺旋型复合材料连续化生产装置结构示意图（立体图）；图3为本专利技术中所述成型组件与驱动旋转单元结构装配示意图（立体图）；图4为本专利技术中所述阳模结构示意图（立体图）；图5为本专利技术中所述阳模结构示意图（剖面图）；图6为本专利技术中所述塑形块结构示意图（立体图）；图7为本专利技术中所述纤维浸胶器结构示意图（剖面图）；图8为本专利技术中所述复合材料螺旋构件成型控制系统图。
[0018]附图标记说明：1、预成型组件；11、加热筒；12、穿孔；21、芯模；211限位槽；212、塑形槽；213、更换口；22、塑形器；221、塑形块；222、连接杆；3、纤维浸胶器；31、底座；32、固定圆环；33、胶液箱；34、锥形出液口；4、脱模机构；41、直线运动单元；42、固定柱；43、转盘；44、牵引绳固定环；5、驱动旋转机构；51、移动台；511、弧形槽；512、滚珠；52、旋转圆环；53、齿环；54、齿轮；55、固定台；7、纤维集束器；71、纤维迁入口；72、纤维迁出口；73、浸渍口；8本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种螺旋复合材料成型方法，其特征在于：包括如下步骤：1)制备预成型组件（1）和成型组件，其中，预成型组件（1）包括：加热筒（11），加热筒（11）设有横向贯穿加热筒的穿孔（12），加热筒（11）内设有加热片；成型组件包括：芯模（21），芯模（21）外壁沿长度布设用于浸胶纤维缠绕的螺旋槽，螺旋槽包括限位槽（211）和塑形槽（212），限位槽（211）的槽底与塑形槽（212）贯通，限位槽（211）的槽宽小于塑形槽（212）的槽宽；还包括与螺旋槽匹配的塑形器（22），塑形器（22）包括与塑形槽（212）匹配的塑形块（221）和可穿出限位槽（211）的连接杆（222），芯模（21）两端设有用于更换塑形器（22）的更换口（213）；连接杆（222）一端与塑形块（221）可拆卸连接，另一端通过连接件与外套于芯模（21）外的驱动旋转机构（5）连接,塑形块（221）还设有贯穿塑形块（221）的纤维穿孔；芯模（21）内设有加热片；2)将多根纤维与牵引绳连接，拉动牵引绳将多根纤维牵引至纤维浸胶器（3）内进行集束，并对纤维浸胶器（3）内的纤维进行浸胶处理，获得浸胶纤维束，将浸胶纤维束牵引至预成型组件内进行预成型处理，获得预成型纤维束；3)将牵引绳缠绕于芯模（21）的螺旋槽的塑形槽（212）内，并穿出更换口（213）与脱模机构（4）连接，牵引绳带动预成型纤维束进入塑形槽（212）内；与预成型纤维束相接的浸胶纤维束进入预成型组件（1）形成第二段预成型纤维束，芯模（21）对缠绕于螺旋槽中塑形槽（212）内的预成型纤维束进行加热固化，形成螺旋复合材料；脱模机构（4）旋转拉拽牵引绳对螺旋复合材料脱模，并将与螺旋复合材料相连接的第二段预成型纤维束牵引至塑形槽（212）内固化成型。2.根据权利要求1所述的螺旋复合材料成型方法，其特征在于：驱动旋转机构（5）包括移动台（51）和可外套芯模（21）的旋转圆环（52），移动台（51）上设有用于旋转圆环（52）固定的弧形槽（511），弧形槽（511）内沿弧度方向设有滚珠（512）；旋转圆环（52）一侧设有向侧端延伸的凸起，凸起一侧连接有与旋转圆环（52）同轴设置的齿环（53），还包括安装于移动台（51）上的旋转电机，旋转电机的转轴上套接有与齿环（53）齿牙啮合的齿轮（54）；还包括设置于移动台（51）底部的固定台（55），固定台（55）顶部开设有用于容纳移动台（51）移动的光滑平槽。3.根据权利要求2所述的螺旋复合材料成型方法，其特征在于：连接杆（222）两端设有外螺纹，连接件和塑形块（221）分别设有与外螺纹匹配的螺纹凹槽，连接件与塑形块（221）分别通过螺纹凹槽和外螺纹与连接杆（222）可拆卸连接。4.根据权利要求3所述的螺旋复合材料成型方法，其特征在于：脱模机构（4）包括直线运动单元（41）...

【专利技术属性】
技术研发人员：王淑霞，毛义梅，王亚朋，翟军明，毛雅赛，陈锋，张为军，
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：