一种纤维增强泡沫夹芯复合材料预成型体自动制备设备制造技术

本发明专利技术属于复合材料自动制备技术领域，具体公开了一种纤维增强泡沫夹芯复合材料预成型体自动制备设备，包括由下至上同轴设置的旋转工位组件、截断组件和牵引植入组件：牵引植入组件上设有纤维线导入组件，纤维线导入组件用于将纤维线导入到旋转工位组件中，旋转工位组件上表面设有多组纤维线固定组件，其下方设有泡沫板材；旋转工位组件能带动泡沫板材和纤维线以预设间隔角度旋转，并使纤维线旋转到纤维线固定组件上；牵引植入组件用于依次以预设植入角度朝纤维线固定组件刺入，以将对应的纤维线植入泡沫板材中；截断组件用于将植入泡沫板材中的纤维线截断成特定长度。本发明专利技术能实现泡沫夹芯复合材料中纤维线束的全自动精准植入。入。入。

【技术实现步骤摘要】
一种纤维增强泡沫夹芯复合材料预成型体自动制备设备


[0001]本专利技术属于复合材料自动制备
，更具体地，涉及一种纤维增强泡沫夹芯复合材料预成型体自动制备设备。

技术介绍

[0002]夹芯材料是风电叶片的关键材料之一，其具有比强度、比刚度高的特点，在现代工业领域应用广泛。但由于其面板与芯材连接强度低，在受冲击载荷、弯曲载荷或剪切载荷作用时，面板与芯材的连接极容易失效。通过纤维增强的方式能够较大的提升夹芯材料的抗弯和抗剪性能，防止其在特殊领域的失效。
[0003]目前，纤维增强夹芯复合材料的制备方式需要先制备纤维增强夹芯复合材料预成型体，即按照预定间距将纤维束植入泡沫板材中得到预成型体，再采用VIMP工艺(Vacuum InfiltrationMolding Process真空灌注工艺)完成复合材料的制备。目前预成型体的制备主要方法为先人工定点，再用针具将纤维束植入定点位置。然而人工植入存在用工成本高、效率低下、有角度误差的问题，随着夹芯材料应用越来越广泛，这种效率低下的生产方式不利于大规模的增强夹芯材料的生产。综上所述，目前纤维增强夹芯复合材料的制备方式还采用人工针织的阶段，效率低且植入角度不精准，不能满足复合材料的制备需求，因此亟需一种自动化设备来解决现有的技术问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种纤维增强泡沫夹芯复合材料预成型体自动制备设备，主要解决现有纤维增强泡沫夹芯复合材料预成型体的制备方法植入角度不精准的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种纤维增强泡沫夹芯复合材料预成型体自动制备设备，包括由下至上同轴设置的旋转工位组件、截断组件和牵引植入组件：
[0006]所述牵引植入组件上设有纤维线导入组件，所述纤维线导入组件用于将所述纤维线导入到所述旋转工位组件中，所述旋转工位组件上设有多组纤维线固定组件，所述纤维线固定组件下方设有泡沫板材；所述旋转工位组件能带动所述泡沫板材和所述纤维线以预设间隔角度旋转，并使所述纤维线依次缠绕到所述纤维线固定组件上；所述牵引植入组件用于依次以预设植入角度朝所述纤维线固定组件中刺入，以将对应的纤维线植入所述泡沫板材中；所述截断组件用于将相邻纤维线固定组件之间的所述纤维线截断成特定长度。
[0007]进一步的，所述纤维线缠绕块上开设有刺入通孔，所述牵引植入组件能穿透所述刺入通孔刺入所述泡沫板材中；所述牵引植入组件朝向所述旋转工位组件外缘的一端优选为开口状。
[0008]进一步的，所述纤维线固定组件还包括设置在所述纤维线缠绕块旁侧的纤维线限位结构，所述纤维线限位结构用于对所述纤维线在上下方向进行限位，以使所述纤维线缠绕到所述纤维线缠绕块上。
[0009]进一步的，所述旋转工位组件上设置有截断槽，所述截断槽位于相邻纤维线固定组件之间，所述截断组件位于所述截断槽正上方，其能与所述截断槽配合将所述纤维线截断。
[0010]进一步的，所述截断组件与所述纤维线固定组件数量相同，且相邻所述截断组件之间的夹角等于所述预设间隔角度，所述纤维线固定组件旋转所述预设间隔角度后，所述纤维线固定组件与所述截断组件始终错位排布。
[0011]进一步的，所述牵引植入组件包括角度调节模块和纤维线植入模块，其中，所述角度调节模块同轴设置于所述截断组件上方；所述纤维线植入模块外端与所述角度调节模块端部连接，所述纤维线植入模块能相对于所述角度调节模块旋转，以与水平面呈预设夹角。
[0012]进一步的，所述纤维线植入模块包括导轨结构，以及设置在导轨结构上的针具结构，所述导轨结构上端设有驱动结构，所述驱动结构用于驱动所述针具结构沿所述导轨结构滑动，以将所述针具结构的尖端以预设植入角度刺入所述纤维线固定组件。
[0013]更进一步的，所述预设植入角度为0
°‑
90
°
。
[0014]更进一步的，所述预设间隔角度为30
°‑
90
°
。
[0015]进一步的，所述纤维线导入组件包括牵引模块和牵引模块固定支架，所述牵引模块固定支架水平固定于所述牵引植入组件上，所述牵引模块竖直固定在所述牵引模块固定支架上，且其下端设有与所述旋转工位组件位于同一水平面的纤维线导向孔。
[0016]通过本专利技术所构思的以上技术方案，与现有技术相比，主要具备以下优点：
[0017]本专利技术通过使旋转工位组件以预设间隔角度带动泡沫板材和纤维线同步旋转，并使纤维线依次旋转到纤维线固定组件上固定，再通过牵引植入组件依次以预设植入角度朝纤维线固定组件刺入，以将对应的纤维线植入泡沫板材中，整个制备过程实现全自动化，避免了刺入纤维线时的角度误差。
[0018]本专利技术的植入纤维线工序中，通过以预设间隔角度控制旋转工位组件旋转、以预设刺入角度植入纤维线束以及截断植入后的纤维线束，通过一体化全自动加工流程降低了制备方法的复杂度，且整个设备中的旋转工位组件、截断组件、牵引植入组件和纤维线导入组件均集成为一体，设备结构紧凑小巧，可实现多工位同步加工，进一步提高生产效率。
[0019]本专利技术中的牵引植入组件包括角度调节模块和纤维线植入模块，纤维线植入模块能相对于角度调节模块旋转至预设植入角度，从而能够精确匹配纤维植入需求角度，纤维线植入模块中的针具结构还能够在驱动结构的驱动下沿导轨结构以预设植入角度滑动至旋转工位组件中，从而实现以特定角度精准刺入泡沫多层板中的效果，避免针具结构在刺入过程中偏离预定轨迹。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例1提供的一种纤维增强泡沫夹芯复合材料预成型体自动制备设备结构示意图；
[0021]图2为本专利技术实施例1提供的旋转工位组件和截断组件配合安装的结构示意图；
[0022]图3为本专利技术实施例1提供的纤维线截断组件结构示意图；
[0023]图4为本专利技术实施例1提供的角度调节模块的结构示意图；
[0024]图5为本专利技术实施例1提供的针具组件结构示意图。
[0025]图中：1
‑
旋转工位组件、11
‑
截断槽、2
‑
截断组件、21
‑
刀具支架、22
‑
刀具固定结构、23
‑
刀具、3
‑
牵引植入组件、31
‑
角度调节模块、311
‑
支撑架、312
‑
固定板、313
‑
滑动片、314
‑
角度调整块、32
‑
纤维线植入模块、321
‑
导轨结构、322
‑
针具结构、323
‑
驱动结构、324
‑
连接垫块、4
‑
纤维线导入组件、41
‑
牵引模块、42
‑
固定支架、421
‑
纤维线导向孔、5
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纤维增强泡沫夹芯复合材料预成型体自动制备设备，其特征在于，包括由下至上同轴设置的旋转工位组件(1)、截断组件(2)和牵引植入组件(3)：所述牵引植入组件(3)上设有纤维线导入组件(4)，所述纤维线导入组件(4)用于将所述纤维线导入到所述旋转工位组件(1)中，所述旋转工位组件(1)上设有多组纤维线固定组件，所述纤维线固定组件下方设有泡沫板材；所述旋转工位组件(1)能带动所述泡沫板材和所述纤维线以预设间隔角度旋转，并使所述纤维线依次缠绕到所述纤维线固定组件上；所述牵引植入组件(3)用于依次以预设植入角度朝所述纤维线固定组件中刺入，以将对应的纤维线植入所述泡沫板材中；所述截断组件(2)用于将相邻纤维线固定组件之间的所述纤维线截断成特定长度。2.如权利要求1所述的一种纤维增强泡沫夹芯复合材料预成型体自动制备设备，其特征在于，所述纤维线固定组件包括固定在所述旋转工位组件上的纤维线缠绕块(8)，所述纤维线缠绕块(8)上开设有刺入通孔(81)，所述牵引植入组件(3)能穿透所述刺入通孔(81)刺入所述泡沫板材中；所述牵引植入组件(3)朝向所述旋转工位组件(1)外缘的一端优选为开口状。3.如权利要求2所述的一种纤维增强泡沫夹芯复合材料预成型体自动制备设备，其特征在于，所述纤维线固定组件还包括设置在所述纤维线缠绕块(8)旁侧的纤维线限位结构(7)，所述纤维线限位结构(7)用于对所述纤维线在上下方向进行限位，以使所述纤维线缠绕到所述纤维线缠绕块(8)上。4.如权利要求1所述的一种纤维增强泡沫夹芯复合材料预成型体自动制备设备，其特征在于，所述旋转工位组件(1)上设置有截断槽(11)，所述截断槽(11)位于相邻纤维线固定组件之间，所述截断组件(2)位于所述截断槽(11)正上方，其能与所述截断槽(11)配合将所述纤维线截断。5.如权利要求1所述的一种纤维增强泡沫夹芯复合材料预成型体自动制备设备，其特征在于，所述截断组件(2)与所述纤维线固定组件数量相同，且相邻所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙九霄，彭家顺，李红军，韩杨，谭海英，张斌，朱雨璇，罗芳，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：