一种缠绕模具的多取向铺放方法及使用的免拆卸缠绕模具技术

本发明专利技术公开了一种缠绕模具的多取向铺放方法，涉及复合材料平板成型技术领域，包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种缠绕模具的多取向铺放方法及使用的免拆卸缠绕模具


[0001]本专利技术涉及复合材料平板成型
，具体涉及一种缠绕模具的多取向铺放方法及使用的免拆卸缠绕模具
。

技术介绍

[0002]目前现有技术中，高性能纤维（如石墨烯纤维
、
碳纳米管纤维等）具有优异的力学和电磁性能
。
为了快速评价高性能纤维复合材料的力学和电磁波反射性能，需要制备相应的平板力学试验件和电磁波反射测试件
。
在研究初始，高性能纤维是以单丝和丝束的形式存在的，无法通过传统的纤维布或预浸料铺放方法进行铺放，但可以通过缠绕工艺来实现成型
。
现有的缠绕模具大多是回转体，如何结合缠绕工艺来实现单向板和多取向铺层平板成型是高性能纤维快速成型的技术关键
。
[0003]缠绕成型工艺是将浸过树脂胶液的连续纤维（或布带
、
预浸纱）按照一定规律缠绕到芯模上，然后经固化
、
脱模，获得制品
。
根据纤维缠绕成型时树脂基体的物理化学状态不同，分为干法缠绕
、
湿法缠绕和半干法缠绕三种工艺
。
缠绕成型的缺点是缠绕成型适应性小，不能缠绕任意结构形式的制品，特别是表面有凹陷的制品，因为缠绕时，纤维不能紧贴芯模表面而架空
。
目前，用于缠绕成型的模具大多是圆管，方管等，不能用于缠绕法成型正交铺放平板的模具
。
[0004]极少部分结构可实现正交铺放的平板缠绕成型模具，但这部分模具使用时，通常存在更换缠绕方向时需从缠绕机上拆卸下模具，更换模具安装方向后再继续进行缠绕工作，从而导致整个操作工艺过程繁杂，精度不高的问题
。
[0005]可见，现有模具普遍存在操作不便捷，每次安装模具需重新调试设备，耗时耗力
。
且该结构使用过程中，树脂胶液容易流入模具中的孔内并固化，则将导致模具清理困难，增加了人工操作的难度
。
[0006]因此，亟需提供一种更简便的可以实现纤维丝束或预浸带等材料在平板上多方向铺放的工艺或模具来解决上述技术问题
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供解决现有技术中没有适用于纤维丝束或预浸带等材料在平板上多方向铺放的缠绕成型模具，目前可以实现正交铺放的成型模具结构复杂，处理过程中需拆卸下模具等操作，耗时耗力的问题，因此提出一种更便捷的多取向铺放方法及免拆卸缠绕模具，操作过程更便捷，耗时更短，铺放取向角度更灵活
。
[0008]本专利技术通过下述技术方案实现：一种缠绕模具的多取向铺放方法，包括以下步骤：
a. 根据铺放角度的要求，选择与铺放角度匹配的平板，将平板通过旋转轴
I、
旋转轴
II、
卡盘和顶针进行安装固定并得到缠绕模具，再将缠绕模具固定在缠绕机上；
b. 根据铺放角度的要求，缠绕机选取匹配的角度
A
开始缠绕，缠绕至平板的另一
端后将平板旋转
180
°
，此时缠绕机以
‑
A
角度进行缠绕，缠绕至平板的另一端后得到预期缠绕角度要求的成品；
c. 再根据铺放对象，选择后处理工序；
d. 脱模，裁切掉工艺区，留制品稳定区域成品
。
[0009]进一步地，步骤
c
中，当铺放对象为预浸纱，则直接加温固化；当铺放对象为干纱，则进行浇筑并进行加温固化
。
[0010]一种免拆卸缠绕模具，用于复合材料的多取向铺放，包括平板
、
旋转轴
I、
旋转轴
II、
卡盘和顶针，所述平板为菱形结构，旋转轴
I
与旋转轴
II
安装在平板对角线两侧，旋转轴
I
的另一端固定连接卡盘，旋转轴
II
的另一端固定连接顶针，转动时，旋转轴
I
与旋转轴
II
的旋转轴线与平板的一条对角线处于同一直线上
。
[0011]进一步地，所述旋转轴
I、
旋转轴
II
均通过连接件与平板连接
。
[0012]进一步地，所述连接件包括固定件
、
双头螺柱和螺母，固定件上开设有槽，平板的一角放置在槽中后穿过螺柱，再通过螺母进行固定
。
[0013]进一步地，所述平板的夹角为
20
‑
160
°
。
[0014]进一步地，所述旋转轴
I、
旋转轴
II、
卡盘和顶针为金属材料制成的结构
。
[0015]进一步地，平板采用比强度不小于
0.01
×
107cm
的材料制成本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
1、
本专利技术中，采用本多取向铺放方法，可以完成
20
‑
160
°
的对称或单向铺放，且无需更换缠绕模具，保证铺放精度，且能连续生产加工，节约生产时间，减轻工作人员的劳动强度
。
[0016]2、
本专利技术中，免拆卸缠绕模具无需变换缠绕轴，即无需拆卸模具，即能实现多方向纤维丝束等材料的缠绕，大幅减少因切换缠绕轴所导致的铺放精度下降的问题
。
[0017]3、
本专利技术中，能够通过改变丝束进入角度
、
芯模的形状，实现多个方向的纤维丝缠绕，以此来完成各种取向铺层平板的纤维丝铺放，解决了现有技术中无法铺放多种角度取向丝束的问题
。
[0018]4、
本专利技术中，用于缠绕成型的芯模结构简单，使后续的复合材料成型后的脱模更容易，且芯模的制造成本低
。
[0019]5、
本专利技术中，该免拆卸缠绕模具的结构非常简单，保证稳定固定的同时，尽可能的减少孔等结构，避免加工时使用到的树脂胶液流入模具中的孔中后固化，导致后续模具清理困难的问题
。
附图说明
[0020]图1为专利技术涉及的缠绕工艺的系统示意图
。
[0021]图2是本专利技术中免拆卸缠绕模具的结构示意图
。
[0022]图3是复合材料与缠绕轴所在垂直于地面的平面呈
45
°
开始缠绕的结构示意图
。
[0023]其中，
1、
主动放丝机构；
2、
复合材料；
3、
去毛丝辊；
4、
初级缓冲机构；
5、
次级缓冲机构；
6、
平板；
7、
旋转轴
I
；
8、
旋转轴
II
；
9、
卡盘；
10、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种缠绕模具的多取向铺放方法，其特征在于，包括以下步骤：
a. 根据铺放角度的要求，选择与铺放角度匹配的平板，将平板通过旋转轴
I、
旋转轴
II、
卡盘和顶针进行安装固定并得到缠绕模具，再将缠绕模具固定在缠绕机上；
b. 根据铺放角度的要求，缠绕机选取匹配的角度
A
开始缠绕，缠绕至平板的另一端后将平板旋转
180
°
，此时缠绕机以
‑
A
角度进行缠绕，缠绕至平板的另一端后得到预期缠绕角度要求的成品；
c. 再根据铺放对象，选择后处理工序；
d. 脱模，裁切掉工艺区，留制品稳定区域成品
。2.
根据权利要求1所述的一种缠绕模具的多取向铺放方法，其特征在于，步骤
c
中，当铺放对象为预浸纱，则直接加温固化；当铺放对象为干纱，则进行浇筑并进行加温固化
。3.
一种免拆卸缠绕模具，其特征在于：用于复合材料的多取向铺放，包括平板
、
旋转轴
I、
旋转轴
II、
卡盘和顶针，所述平板为菱形结构，旋转轴
I
与旋转轴
II
安装在平板对角线两侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈怿咨，彭涛，李兰英，周万立，王松，陈超峰，黄治川，杨文良，
申请(专利权)人：中蓝晨光化工研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：