一种碳纤维蜂窝片材预成型装置及其成型方法制造方法及图纸

技术编号：40877790 阅读：2 留言：0更新日期：2024-04-08 16:47

本发明专利技术涉及一种碳纤维蜂窝片材预成型装置及其成型方法，包括滚压平台，滚压平台顶面配设有滚压模具，滚压模具上沿着左右方向依次开设有齿形结构；还包括位于滚压模具上方的滚压座，滚压座上安装有滚压机构，滚压机构沿着滚压座在左右方向上移动，滚压机构下部的滚压辊周向间隔开设有辊压齿，辊压齿与齿形结构啮合；在滚压模具上方放置片材，随着滚压机构相对于滚压座的移动，滚压辊与滚压模具的齿形啮合配装并相对移动，从而施力施压于片材，促使片材滚压成型，并能够经由滚压辊内置加热功能，而实现片材的同步预热、成型，大大提升了纤维蜂窝片材的成型效率，有效保证成型效果、成型质量，成本低，实用性好。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及片材滚压成型设备，尤其是一种碳纤维蜂窝片材预成型装置及其成型方法。

技术介绍

1、以蜂窝芯材为主体的夹层材料广泛应用于航空航天、汽车、装饰等领域中，用来提高强度、刚度，增强抗冲击性，同时减轻重量，降低噪音，在蜂窝芯材中，常见的有纸蜂窝芯、碳纤维纸蜂窝、金属蜂窝芯等。

2、现有的蜂窝芯材性能都各具优缺点，如纸蜂窝芯和碳纤维纸蜂窝重量轻，但是强度、硬度一般，比强度低，抗冲击效果差；金属蜂窝芯强度高，硬度高，但是重量较重，比强度一般。碳纤维因其高强度、高耐温、质轻的优良性能，成为制造蜂窝芯材的理想材料，包含有碳纤维蜂窝的蜂窝芯材重量轻、吸能性能优秀，综合性能优越，在汽车吸能结构中应用前景广泛。

3、在碳纤维蜂窝生产过程中，蜂窝片材的生产是重要的一环。在现有已授权的专利技术专利cn 104842593 b中，碳纤维蜂窝片材单层预浸料由手工预成型，效率极低，无法实现批量化生产；在另一已受理的专利技术专利202310969008.8中，碳纤维蜂窝片材是采用分段式模压预成型，虽然相对提高了生产效率，但也存在预成型装置结构复杂，分段模具和气缸多，成本高等问题，并且预成型后容易回弹，成型质量差。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本专利技术提供一种结构合理的碳纤维蜂窝片材预成型装置及其成型方法，从而实现片材的同步预热、成型，大大提升了纤维蜂窝片材的成型效率，有效保证成型效果、成型质量，成本低，实用性好。

2、本专利技术所采用的技术方案如下：

<p>3、一种碳纤维蜂窝片材预成型装置，包括滚压平台，滚压平台顶面配设有滚压模具，滚压模具上沿着左右方向依次开设有齿形结构；还包括位于滚压模具上方的滚压座，滚压座上安装有滚压机构，滚压机构沿着滚压座在左右方向上移动，滚压机构下部的滚压辊周向间隔开设有辊压齿，辊压齿与齿形结构啮合。

4、作为上述技术方案的进一步改进：

5、所述滚压模具上方放置有片材，片材的纤维方向与齿形结构、辊压齿的长度方向一致，其长度方向均为前后方向。

6、还包括分别安装于滚压座左端和右端的固定机构、张紧机构，所述固定机构压装于片材的左端边缘，张紧机构压装于片材的右端边缘；所述固定机构先于张紧机构压紧于片材上。

7、所述固定机构的结构为：包括安装于滚压座底面左端的固定驱动件，固定驱动件朝下的输出端安装有压板，压板底端安装有弹性压块；位于滚压模具左侧的滚压平台上配设有u型限位块，u型限位块的开口朝向滚压模具，弹性压块下行压装于u型限位块内侧。

8、所述张紧机构的结构为：包括安装于滚压座底面右端的张紧驱动件，张紧驱动件朝下的输出端安装有张紧架，张紧架下部转动安装有橡胶压辊；位于滚压模具右侧的滚压平台上配设有半圆长条，半圆长条顶面为外凸半圆形结构，橡胶压辊下行贴合配装于半圆长条外侧。

9、所述滚压座为矩形框架结构，滚压座前后内侧面上对称配装有滚压导轨，滚压机构滑动配装于滚压导轨上；所述滚压座顶面还安装有与滚压导轨平行的滚压齿条，滚压机构中的齿轮与滚压齿条啮合配装，齿轮转动带动滚压机构沿着滚压导轨相对移动。

10、所述滚压机构的结构为：包括沿左右方向滑动安装于滚压座上的辊座，辊座顶部安装有转动动力，转动动力的水平输出端上配装有齿轮，齿轮与滚压座上的滚压齿条啮合；所述辊座前端面和后端面分别安装有与滚压座滑动配装的滑块，辊座底面的前端和后端分别安装有支座，两个支座之间转动安装有滚压辊。

11、所述滚压辊的结构为：包括内部轴向中空的支轴，支轴外部套装有辊体，辊体外壁面上沿着圆周方向间隔开设有辊压齿，单个辊压齿的长度方向与辊体轴向一致；所述辊体与支轴之间配装有环形加热片，辊体内嵌装有温度传感器；所述支轴端部安装有集电环，经集电环将环形加热片、温度传感器的接线引出。

12、还包括机架，滚压平台位于机架中部，滚压座安装于滚压平台上方的机架上；所述机架自个角处分别安装有竖向布设的升降导向组件，滚压座滑动安装于升降导向组件上，机架上安装有驱动滚压座沿着升降导向组件上下移动的升降机构。

13、一种所述的碳纤维蜂窝片材预成型装置的成型方法，包括如下步骤：

14、在滚压模具上方放置片材，使得片材的纤维方向与滚压模具齿形结构、滚压辊辊压齿的长度方向一致；

15、滚压座下行，固定机构、张紧机构分别压装、张紧于片材左右两端边缘，固定机构先于张紧机构压紧于片材；

16、滚压辊内部加热系统工作，滚压机构沿着滚压座从左向右移动，滚压辊的辊压齿与滚压模具的齿形结构啮合相配而施力于片材上，促使片材受热软化的同时受压成型。

17、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：

18、本专利技术结构紧凑、合理，成型使用方便、可靠，通过在滚压模具上方放置片材，随着滚压机构相对于滚压座的移动，滚压辊与滚压模具的齿形啮合配装并相对移动，从而施力、施压于片材，促使片材滚压成型为蜂窝片材，并能够经由滚压辊内置加热功能，而实现片材的同步预热、成型，大大提升了纤维蜂窝片材的成型效率，有效保证成型效果、成型质量，成本低，实用性好；

19、本专利技术还包括如下优点：

20、本专利技术中，片材的纤维方向与滚压模具齿形结构、滚压辊辊压齿的长度方向一致，从而在滚压辊与滚压模具配装啮合相对移动的过程中，保证了片材的成型质量，尤其是有效防止甚至避免了单根纤维局部受力易断裂或是相邻纤维间受力易裂开的问题发生；

21、通过左右间隔配设的固定机构、张紧机构，将片材可靠、张紧固定于滚压平台上，助力于保障滚压成型的顺畅；同时，固定机构和张紧机构的设置能保证预成型过程中片料始终处于适当的张紧状态，确保预成型过程无皱褶产生，提高预成型质量；

22、滚压辊内部内设环形加热片，通过设定加热温度，并由温度传感器进行温度监控，结合滚压辊移动速度的调节，有效保证片材能够在受热软化的同时在压力下成型，结构简化、简单、紧凑，且工艺简洁、成型可靠。

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【技术保护点】

1.一种碳纤维蜂窝片材预成型装置，其特征在于：包括滚压平台(6)，滚压平台(6)顶面配设有滚压模具(5)，滚压模具(5)上沿着左右方向依次开设有齿形结构(51)；还包括位于滚压模具(5)上方的滚压座(3)，滚压座(3)上安装有滚压机构(2)，滚压机构(2)沿着滚压座(3)在左右方向上移动，滚压机构(2)下部的滚压辊(21)周向间隔开设有辊压齿，辊压齿与齿形结构(51)啮合。

2.如权利要求1所述的一种碳纤维蜂窝片材预成型装置，其特征在于：所述滚压模具(5)上方放置有片材(10)，片材(10)的纤维方向(101)与齿形结构(51)、辊压齿的长度方向一致，其长度方向均为前后方向。

3.如权利要求2所述的一种碳纤维蜂窝片材预成型装置，其特征在于：还包括分别安装于滚压座(3)左端和右端的固定机构(8)、张紧机构(9)，所述固定机构(8)压装于片材(10)的左端边缘，张紧机构(9)压装于片材(10)的右端边缘；所述固定机构(8)先于张紧机构(9)压紧于片材(10)上。

4.如权利要求3所述的一种碳纤维蜂窝片材预成型装置，其特征在于：所述固定机构(8)的结

5.如权利要求3所述的一种碳纤维蜂窝片材预成型装置，其特征在于：所述张紧机构(9)的结构为：包括安装于滚压座(3)底面右端的张紧驱动件(91)，张紧驱动件(91)朝下的输出端安装有张紧架(92)，张紧架(92)下部转动安装有橡胶压辊(93)；位于滚压模具(5)右侧的滚压平台(6)上配设有半圆长条(62)，半圆长条(62)顶面为外凸半圆形结构，橡胶压辊(93)下行贴合配装于半圆长条(62)外侧。

6.如权利要求1所述的一种碳纤维蜂窝片材预成型装置，其特征在于：所述滚压座(3)为矩形框架结构，滚压座(3)前后内侧面上对称配装有滚压导轨(31)，滚压机构(2)滑动配装于滚压导轨(31)上；所述滚压座(3)顶面还安装有与滚压导轨(31)平行的滚压齿条(32)，滚压机构(2)中的齿轮(24)与滚压齿条(32)啮合配装，齿轮(24)转动带动滚压机构(2)沿着滚压导轨(31)相对移动。

7.如权利要求1所述的一种碳纤维蜂窝片材预成型装置，其特征在于：所述滚压机构(2)的结构为：包括沿左右方向滑动安装于滚压座(3)上的辊座(22)，辊座(22)顶部安装有转动动力(23)，转动动力(23)的水平输出端上配装有齿轮(24)，齿轮(24)与滚压座(3)上的滚压齿条(32)啮合；所述辊座(22)前端面和后端面分别安装有与滚压座(3)滑动配装的滑块(25)，辊座(22)底面的前端和后端分别安装有支座(26)，两个支座(26)之间转动安装有滚压辊(21)。

8.如权利要求1或7所述的一种碳纤维蜂窝片材预成型装置，其特征在于：所述滚压辊(21)的结构为：包括内部轴向中空的支轴(213)，支轴(213)外部套装有辊体(211)，辊体(211)外壁面上沿着圆周方向间隔开设有辊压齿，单个辊压齿的长度方向与辊体(211)轴向一致；所述辊体(211)与支轴(213)之间配装有环形加热片(212)，辊体(211)内嵌装有温度传感器(214)；所述支轴(213)端部安装有集电环(215)，经集电环(215)将环形加热片(212)、温度传感器(214)的接线引出。

9.如权利要求1所述的一种碳纤维蜂窝片材预成型装置，其特征在于：还包括机架(4)，滚压平台(6)位于机架(4)中部，滚压座(3)安装于滚压平台(6)上方的机架(4)上；所述机架(4)自个角处分别安装有竖向布设的升降导向组件(11)，滚压座(3)滑动安装于升降导向组件(11)上，机架(4)上安装有驱动滚压座(3)沿着升降导向组件(11)上下移动的升降机构(1)。

10.一种权利要求3所述的碳纤维蜂窝片材预成型装置的成型方法，其特征在于：包括如下步骤：

...

【技术特征摘要】

4.如权利要求3所述的一种碳纤维蜂窝片材预成型装置，其特征在于：所述固定机构(8)的结构为：包括安装于滚压座(3)底面左端的固定驱动件(81)，固定驱动件(81)朝下的输出端安装有压板(82)，压板(82)底端安装有弹性压块(83)；位于滚压模具(5)左侧的滚压平台(6)上配设有u型限位块(61)，u型限位块(61)的开口朝向滚压模具(5)，弹性压块(83)下行压装于u型限位块(61)内侧。

6.如权利要求1所述的一种碳纤维蜂窝片材预成型装置，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：芮建华，周孝来，秦伟，
申请(专利权)人：常州碳科智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人