CN104908338A - 一种用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备 - Google Patents

Abstract

一种用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备，包括:壳体；电磁感应加热模块,其设置在所述壳体内，并能够根据下述集成控制模块的指令，调节电磁强度及感应加热脉冲时间间隔；测温模块，其设置在所述电磁感应加热模块的加热区域内，并能够检测并向下述集成控制模块发送所述加热区域的温度；集成控制模块，其设置在所述壳体外部，与所述电磁感应加热模块、所述测温模块连接，并能够根据测温模块的温度信息和/或预先设置的阈值控制所述电磁感应加热模块。可实现升温快，耗能低，大幅缩短复合材料固化成型工艺周期，具备了低成本快速成型的条件。

Description

一种用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备

技术领域

本发明涉及一种复合材料低成本快速成型设备，尤其是一种用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备。

背景技术

随着复合材料技术应用日臻成熟，复合材料近年来也发展迅猛。为了进一步满足复合材料推广应用的需求，规模化生产技术，低成本快速成型技术成为当今复合材料领域的热点之一。实现复合材料低成本快速成型，不仅要从材料本身性能和成型工艺进行改进，更要对制备复合材料的设备进行研发、改造、升级。

热压罐、烘箱、压力机是传统的复合材料成型设备，原理均为通过对模具周围环境加热以热传导的方式对模具进行加热，该加热方式缺点在于模具的升温速率受限于模具表面的热交换系数，同时又受限于复合材料成型工艺中使用的辅助材料的耐温性能。以经典的热压罐为例，设备内腔的材料重量远远大于复合材料模具的重量，因此设备功率很大，能耗很高，使能耗成本占复合材料生产成本的比重较大。另外，热压罐、烘箱的加热过程，需要伴随内部定向气流的流动以提高热交换效率，但是就造成复合材料模具的各部位受热不均匀，迎风面热交换快，背风面慢，模具各部位温差大。不同模具间由于受到不同的气流传热，模具间的温差大。因此，进热压罐、烘箱的复合材料固化工艺，需要限定升温速率上限，对模具也有较高要求，防止温差过大，影响复合材料产品的质量。由传统复合材料成型设备能力，限制了复合材料技术的发展。为适应上述模具温差大，升温慢等制约，复合材料的树脂基体进行了大量的改性，成型技术、模具设计等均开展了大量适应性研究，投入巨大的成本。

综上所述，以热压罐代表的传统的复合材料成型设备的工艺成本高，耗能大，复合材料固化周期长，生产效率低。同时设备系统复杂，建设成本高。

而压力机成型，需要阴阳配对模具，对模具制造要求高，制造成本高，模具厚重，加热影响区包括压力机的部件，加热材料重量大，功率很大。且难以适应大尺寸、较复杂形状产品的制造。

同时，受材料界面热交换系数的制约，以及制造真空袋的非金属辅助材料耐温能力的制约，传统的复合材料固化成型设备难以实现较高的升温速率，这使复合材料固化成型工艺周期需要数小时甚至数十小时，生产效率受此制约，要实现规模化生产，设备投入规模大，分担成本高。树脂的固化热过程长，易发生性能的变化，导致复合材料产品出现缺陷等问题。

为此，以传统热传导方式加热模具制备复合材料的这类成型工艺难以有效实现复合材料低成本快速成型。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明创造提供一种用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备，包括:

壳体；

电磁感应加热模块,其设置在所述壳体内，并能够根据下述集成控制模块的指令，调节电磁强度及感应加热脉冲时间间隔；

测温模块，其设置在所述电磁感应加热模块的加热区域内，并能够检测并向下述集成控制模块发送所述加热区域的温度；

集成控制模块，其设置在所述壳体外部，与所述电磁感应加热模块、所述测温模块连接，并能够根据测温模块的温度信息和/或预先设置的阈值控制所述电磁感应加热模块。

优选地，用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备，所述壳体为快开门压力容器；还包括压力控制模块，其设置在所述快开门压力容器上，并能够根据所述集成控制模块的指令，对所述快开门压力容器进行加压、稳压或减压。

优选地，用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备，还包括真空控制模块，其设置在所述快开门压力容器上，并能够根据所述集成控制模块的指令，对复合材料进行真空化。

优选地，用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备，还包括冷却模块，其设置在所述快开门压力容器上，并能够根据所述集成控制模块的指令，控制冷却模块中的冷却风机的启停。

优选地，用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备，所述测温模块包括热电偶，用于检测所述加热区域的温度；所述电磁感应加热模块包括一个或一个以上的电磁感应加热线圈，每个所述电磁感应加热线圈的加热区域内均设有一个或一个以上的热电偶。

优选地，用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备，所述复合材料铺设在模具上，且外包有真空袋。

优选地，用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备，所述电磁感应加热线圈为环形线圈、平面线圈、曲面线圈中的一种或几种。

一种复合材料的电磁感应加热快速成型工艺，包括以下步骤：

在模具上将未固化的复合材料铺覆完成，并在所述复合材料外包覆真空袋；

将热电偶装入上述模具，对所述真空袋进行真空化；

将所述真空袋包覆好的模具放入电磁感应线圈中；

在集成控制模块中设定固化温度、压力参数，启动感应线圈对模具进行加热，开始固化；

根据测温模块反馈的温度，对内部充气加压，继续固化过程；

固化结束后，泄压降温取出产品。

有益效果

1、采用电磁感应线圈直接作用金属模具自发加热的方式，可实现升温快，耗能低，大幅缩短复合材料固化成型工艺周期，具备了低成本快速成型的条件。

2、采用电磁感应加热，仅加热复合材料成型模具本身，设备其它结构不产生能耗，因此能耗可大幅度降低。同时模具自身发热，不受热交换系数的限制，在复合材料本身可以允许的范围内，可以产生较高的升温速率，如1～10℃/min，大幅度缩短工艺周期，适应规模化生产，设备产出效率大幅提高，从而实现低成本快速成型。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图；

图2为本发明一实施例的结构示意图；

图3为本发明一实施例的结构示意图；

图4为本发明一实施例的结构示意图；

图5为本发明一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明创造实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明创造部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明创造中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明创造保护的范围。

如图1至图4所示，为本发明的结构示意图。

一种用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备，包括：

壳体1；

电磁感应加热模块4,其设置在所述壳体1内，并能够根据集成控制模块3的指令，调节电磁强度及感应加热脉冲时间间隔；

测温模块2，其设置在所述电磁感应加热模块4的加热区域内，并能够检测并向下述集成控制模块发送所述加热区域的温度；

集成控制模块3，其设置在所述壳体1外部，与所述电磁感应加热模块4、所述测温模块2连接，并能够根据测温模块2的温度信息和/或预先设置的阈值控制所述电磁感应加热模块4。

在一种可能的实施方式中，测温模块2包括热电偶，用于检测所述加热区域的温度；电磁感应加热模块4包括一个或一个以上的电磁感应加热线圈，每个所述电磁感应加热线圈的加热区域内均设有一个或一个以上的热电偶。

电磁感应加热线圈为环形线圈、平面线圈、曲面线圈中的一种或几种。

如图1所示，采用环绕螺旋线圈(环形线圈)，多个线圈同时加热一个模具，每一个线圈的加热区域内均设有一个热电偶，用于检测该加热区域的温度。

如图2所示，采用环绕螺旋线圈(环形线圈)，多个线圈同时加热多个模具，每一个线圈的加热区域内均设有一个热电偶，用于检测该加热区域的温度。

如图3所示，采用平面螺旋线圈(平面线圈)，多个线圈同时加热一个模具，每一个线圈的加热区域内均设有一个热电偶，用于检测该加热区域的温度。

如图4所示，采用平面螺旋线圈(平面线圈)，多个线圈同时加热多个模具，每一个线圈的加热区域内均设有一个热电偶，用于检测该加热区域的温度。

所述预先设置的阈值，可以根据实际情况设定。例如，设定最低和/或最高温度阈值，当测温模块检测到的温度超过上述最高温度，或低于上述最低温度时，集成控制模块可以控制电磁感应加热模块的电磁强度及感应加热脉冲时间间隔，从而符合复合材料成型的需要。

又例如，当有多个电磁感应加热线圈，第一电磁感应加热线圈中的第一热电偶检测到温度高于设定值，第二电磁感应加热线圈中的第二热电偶检测到温度低于设定值时。因集成控制模块具有多路输入输出接口，可以同时对两个电磁感应加热线圈进行调节：降低第一电磁感应加热线圈的电磁强度(和/或加大感应加热脉冲时间间隔)，增加第二电磁感应加热线圈的电磁强度(和/或减少感应加热脉冲时间间隔)。

又例如，集成控制模块可以对多个感应线圈间的加热时段错开，或进行错期加热，或混合加热。

本发明采用的线圈结构与布局，按照复合材料成型模具形状设定，例如，可以在平面成型部分采用平面线圈，在曲面成型部分采用曲面线圈，在细长成型部分采用环形线圈。线圈布置的位置不对壳体的容器壁产生明显的加热作用。线圈可为环绕螺旋线圈、平面螺旋线圈、跟随模具曲面形状的螺旋线圈，线圈发生加热作用的部位靠近复合材料成型模具。可以根据投入复合材料模具的数量或结构特点，分配电磁感应线圈的使用。

在一种可能的实施方式中，用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备，所述壳体为快开门压力容器；还包括压力控制模块，其设置在所述快开门压力容器上，并能够根据所述集成控制模块的指令，对所述快开门压力容器进行加压、稳压或减压。还包括真空控制模块，其设置在所述快开门压力容器上，并能够根据所述集成控制模块的指令，对复合材料进行真空化。还包括冷却模块，其设置在所述快开门压力容器上，并能够根据所述集成控制模块的指令，控制冷却模块中的冷却风机的启停。所述复合材料铺设在模具上，且外包有真空袋。

如图5所示，用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备，包括快开门压力容器1、电磁感应加热系统4、压力控制系统及管路7、真空控制系统及管路6、冷却控制系统5、集成过程控制系统3、测温模块2。

快开门压力容器1可以采用不锈钢材质，为非铁磁性材料，减轻电磁感应加热效应。快开门压力容器1的器壁无保温层，既作为内部气氛温度升高时的热容，同时也可以良好散热，有效防止气氛的温度随模具加热中的热量散失而升高过多。

电磁感应加热系统4包括电磁感应加热线圈，该线圈采用绝缘导线绕制在玻璃钢材质骨架上，其尺寸按照复合材料成型模具形状尺寸设定，长度基本与模具长度相同，四周与模具保持20～60mm距离。线圈的匝数的设定，选择与中频感应加热电源谐振在500～1000赫兹的频率范围内。线圈采用环绕螺旋线圈，宽度约400mm，高度约120mm，长度约400mm。线圈采用硬质绝缘铜线制造，最大加热功率5KW。

线圈与压力容器壁保持一定距离，如压力容器材质为不锈钢，则其电磁感应效应较弱，经过试验，最小保持100mm以上距离时，已经没有明显的加热负载。线圈及产品的支架均采用玻璃钢等非金属材料制造，不会在中频磁场内发热。产品托架与模具间采用多点接触，防止散出热量集聚，使真空袋表面温度过高而发生破坏。

电磁感应线圈不采用强制冷却，这样可以大大简化系统，适应复合材料构件多种多样的需求，更换线圈容易操作，线圈制造成本低。但是，如果面对大批量生产，以及特殊的复合材料，需要更高升温速率时，采用铜管等制造的强制冷却线圈的使用仍然是有必要的，这样可以使生产过程的稳定性更高。

穿过压力容器壁，在其内部引入热电偶，热电偶连接到产品模具，插入模具内部。通过集成控制系统采集模具的温度信号。集成控制系统采用计算机控制，按照设定的温度工艺参数要求，输出加热脉冲时间长度及加热间隔时间长度比例，控制中频电磁感应线圈直接作用金属模具自发加热。控制系统对中频电磁感应线圈的电流电压输出需要提前设定，电流限制在防止线圈自身温度过高而烧毁的限度内。本实施例，采用的快开门压力容器内部直径约600mm，内部长度约1000mm，可以同时使用2个线圈。因此本设备的集成控制系统需要合理设置分配加热脉冲时间长度，两个线圈分别加热。

集成控制系统的功能还包括压力控制、真空控制、冷却控制。压力控制功能可实现按照设定的复合材料固化成型工艺参数，在适当的模具温度，向压力控制系统及其管路的自动开关阀门输出信号，使阀门开关动作，实现对压力容器内的充气加压或放气泄压，从而控制复合材料固化成型过程中的压力。真空控制方式与压力控制相同，用于控制复合材料固化成型过程中的对产品真空袋抽真空。当集成控制系统监测到压力容器内介质温度过高，或直接监测到模具真空袋表面温度过高时，可启动冷却风机，加强内部加压介质循环加速散热，实现对产品真空袋的保护。

在一种可能的实施方式中，在快开门压力容器1内设置若干电磁感应加热线圈4，该线圈结构与布局按照复合材料成型模具形状设定，线圈布置的位置不对压力容器壁产生明显的加热作用。

线圈发生加热作用的部位靠近复合材料成型模具。采用非金属材料制造的托架，复合材料模具放置在托架上，与线圈间保持适当距离。

线圈与模具间保持适当的距离一般可为20～60mm，用于容纳复合材料模具真空袋，并可以实现散热。

本发明提供的设备拥有温度测量系统(测温模块2)，采用热电偶连接到复合材料模具，采集工艺过程中模具温度。

本发明提供的设备具有抽真空系统(真空控制系统及管路6)，可以对复合材料模具上制造的真空袋抽真空，实现复合材料固化过程中对材料的加压。

根据模具及生产的需要，在压力容器内布置的若干个电磁感应线圈可以根据需要增减，线圈具有快速连接接头，满足快速装拆的需要。线圈根据模具的形状、尺寸、数量调配使用，对同一模具或多个模具进行加热。

本发明提供的设备具有集成控制系统(集成过程控制系统3)，通过对每一个电磁感应线圈的加热区的复合材料模具温度的采集，控制系统控制电磁感应线圈的电磁强度并分配加热脉冲时间，对于相邻或接近的线圈，分配在不同的脉冲时间段进行加热，控制每个加热区的温度都在固化成型工艺允许的误差范围内，如±5℃。电磁感应加热效应直接作用金属模具使其自发加热，根据模具的材料及尺寸，合理选择感应电磁频率，控制透热深度，实现成型模具按照工艺设定的参数快速升温同时保持必要的温度均匀性。

本发明提供的设备具有压力控制系统及管路7，可以在复合材料模具升温过程中，对压力容器内充气加压，实现复合材料固化成型工艺对固化压力的要求。

本发明提供的设备，采用电磁感应线圈直接作用金属模具自发加热的方式较之传统的通过外部热传导给模具加热的方式。

在复合材料固化成型工艺过程中，发热部位仅金属模具本身，不对容器内的气氛进行加热。同时，复合材料固化成型工艺制造真空袋的辅助材料均为非金属材料，不发热，能起到保温层的作用，因此，真空袋的外表温度低于内部模具温度。

本发明提供的设备，其加热负载仅有复合材料成型模具和待成型的复合材料，因此能耗大幅度降低。本发明提供的设备，不加热压力容器内的气体介质，因此压力容器不需要保温措施。

本发明提供的设备具有冷却控制系统5，在压力容器内部安装风机，促使气体流动，将透过成型模具外辅助材料传导处来的热量带走，防止辅助材料温度过高而破坏材料。由于压力容器壁较厚，材料重量大，可以吸收模具散发热量，同时向外界散发热量，从而保持容器内加压的气体介质保持较低的温度。

采用本设备，辅以适当的工艺方法，真空袋辅助材料的耐温要求可以大幅降低，实现反复使用，可大大节约制造成本。

本发明提供的设备，采用电磁感应加热，仅加热复合材料成型模具本身，设备其它结构不产生能耗，因此能耗可大幅度降低。同时模具自身发热，不受热交换系数的限制，在复合材料本身可以允许的范围内，可以产生较高的升温速率，如1～10℃/min，大幅度缩短工艺周期，适应规模化生产，设备产出效率大幅提高，从而实现低成本快速成型。

本发明提供的设备，将电磁感应线圈布置在封闭的快开门式金属压力容器内，既满足了对模具的加热要求，同时满足了复合材料成型过程的加压要求。

如果容器的空间不很局促，电磁线圈与容器壁保持足够的距离，保证不加热容器。如果容器内空间不很宽松，或者多线圈间距离较近，可在线圈的磁场不被利用的一侧设置磁轭，减少漏磁。电磁感应线圈工作时的磁场也被封闭在壁厚较大的金属容器内，不会对周边环境产生电磁污染。

为适应复合材料产品的多样性，线圈的制造方法是多样的，如采用绝缘导线根据复合材料模具的尺寸绕制，每个线圈对复合材料模具尺寸有一定的适应范围，差异过大时，就需要更换线圈，以保证必要的能效。控制系统对输出的线圈电流电压，约束在线圈不需要特别的强制冷却措施的范围内，使线圈便于制造，并具有较低的制造成本。线圈的接线端子与压力容器壁上的接口采用插接方式、快速夹头方式，可方便快速连接更换，以便于产品类型的更换。

如图1至图4所示，根据生产的需要，可以在快开门式压力容器内布置多个线圈，同时加热一个模具或分别加热多个模具。

控制系统相应具有多路输入输出控制，采集多路模具的温度，控制多路感应加热输出。对模具温度的控制采用时间脉冲分配，多个感应线圈间的加热时段错开。

复合材料以可设计的材料结构及性能为其优势，实际生产中针对多种多样的需求，以中小批量生产为主。复合材料固化成型时的升温速率，受制于树脂体系的性能。经过试验研究，绝大多数情况下，不采用强制冷却的线圈的输出功率就可以达到1～10℃/min的升温速率。复合材料构件尺寸较大，形状复杂，采用多个线圈对同一模具的不同部位进行加热和测温，控制整个模具的温度在工艺允许范围内。或者多个模具进入设备，用多个线圈分别加热，控制系统分别测温，分别控制，使多个模具均处于工艺允许范围内。

以上特点，使本发明提供的设备对复合材料成型模具的适应能力不受限制，克服了热压罐为代表的传统复合材料成型设备本模具上及不同模具之间温差大的缺点，对于复合材料制成品的质量有利。

本发明采用的电磁线圈的形式根据产品特征而定。对于尺寸较小，及宽度较小但比较长的模具，例如宽度尺寸1000mm以下，可以采用环绕螺旋线圈，在长度方向上采用多个线圈同时加热。对于面积较大的板壳式模具，则采用平面线圈，将多个平面线圈布置在模具的被加热面附件，保持20～60mm的距离。对于曲率较大的模具，则要制造随型线圈，使模具的大部分表面都能靠近线圈，这需要反复试验才能找到理想的形式。

由于如上述原因，本设备的电磁加热受到复合材料树脂固化过程的限制，升温速度受限，因此每个线圈的输出功率不需要很大，根据试验研究，对于绝大多数中小尺寸模具，每路电磁线圈有效的加热功率在5KW以下。对于个别大型模具，不超过50KW。本设备需要配多路中频发生器电源，采用具有扫频功能的电源，以适应多种多样的线圈，电源可以在市场上采购。

由于中频频率过高时，电磁感应加热发生在表面，易造成表面温度过高，影响效果。而复合材料成型模具不管采用哪种金属材料，都有一定厚度，因此要考虑适当的透热深度。多数应用在5KHz以下，钢模具频率更低，根据试验，500～3KHz使用效果较好，对于大尺寸大厚度的模具，可以用到500Hz以下，但频率过低加大控制漏磁的难度。按照需要的频率范围选用中频电源。

本发明的控制系统采集各路热电偶信号，经过分析，输出控制信号给中频电源，控制输出，以实现温度调节。

在一种可能的实施方式中，如应用于不需要气体加外压的复合材料固化成型工艺，如液体树脂灌注成型(RTM)工艺时，外部容器可以不采用快开门式压力容器，而采用金属箱式外壳，并且不需要压力控制系统及管路。

以下提供采用本发明的一种复合材料低成本快速成型设备制备长度400mm，宽度300mm，厚度2mm碳纤维聚酰亚胺复合材料平板的实施例：

首先，将铺覆好的预浸料装入上下平板模具合模，模板材质为钢，厚度10～15mm，以特定的方法包覆真空袋放入罐内中频电磁感应线圈中，将热电偶装入上下平板模具，容器内壁的接头相连，接入真空管与容器内壁的真空接头相连，对真空袋查漏直至符合要求，关闭罐门。在控制系统设定固化温度和压力曲线，固化温度300℃到350℃，固化加压大小1Mpa到1.5Mpa，确保设定曲线核实无误，启动中频电磁感应线圈对模具进行加热开始固化，固化结束泄压。得到碳纤维聚酰亚胺复合材料平板。从固化开始到结束整个过程，由于中频电磁感应加热升温速度快，升温速率达5℃/min，完成固化全程用时约5h，相比传统热压罐工艺耗时约22h，生产效率提高了4倍多；采用中频电磁感应加热方式全程耗能约5KWh，而以同样罐体大小的热压罐固化整个过程耗能约200KWh以上，中频加热节能优势明显；此外，中频电磁感应线圈直接作用金属模具自发加热的方式优点在于中频电磁感应加热只能使金属模具本身自发加热，成型复合材料用的辅助材料均为非金属材料，本身并不被加热，且模具通过特定包覆后表面温度远低于模具内部，容器内环境温度更低，这就使得在成型聚酰亚胺等耐高温复合材料时，不必使用非常昂贵的耐高温真空袋、真空密封胶带等辅助材料，而代之以普通耐温等级的辅助材料，大大节约了制造成本，同时提高了真空袋的可靠性。

本发明实施例可解决传统的固化设备成型复合材料制品时，升温速度慢，耗能大，成本高，生产效率低的问题。

本发明还提供一种复合材料的电磁感应加热快速成型工艺，包括以下步骤：

在模具上将未固化的复合材料铺覆完成，并在所述复合材料外包覆真空袋；

将热电偶装入上述模具，对所述真空袋进行真空化；

将所述真空袋包覆好的模具放入电磁感应线圈中；

在集成控制模块中设定固化温度、压力参数，启动感应线圈对模具进行加热，开始固化；

根据测温模块反馈的温度，对内部充气加压，继续固化过程；

固化结束后，泄压降温取出产品。

本发明提供的一种复合材料低成本快速成型设备，其使用步骤如下：

1、针对复合材料固化成型过程需要加压、抽真空状态下的使用步骤：

①在模具上将未固化复合材料产品铺覆完成并包覆真空袋；

②将热电偶装入成型模具，对真空袋抽真空；

③用真空袋包覆好的模具放入电磁感应线圈中；

④将模具连同线圈放入设备内，摆好位置，将热电偶、真空管与设备内部的接口相连接；

⑤在控制系统设定固化温度、压力参数；

⑥启动感应线圈对模具进行加热，开始固化；

⑦适当的模具温度时对设备内部充气加压；

⑧继续按照固化参数进行完成固化过程；

⑨固化结束泄压降温取出产品。

2、针对复合材料固化成型过程不需加压和抽真空状态下(例如RTM工艺)的使用步骤：

①将未固化成型复合材料产品装入模具；

②将热电偶装入成型模具；

③将装模完成未固化复合材料产品放入电磁感应线圈中；

④将模具连同线圈放入设备内，摆好位置，将热电偶与设备内部的接口相连接；

⑤在控制系统设定固化温度参数；

⑥启动电磁感应对模具进行加热，直至固化结束。

与传统复合材料固化成型设备相比，本发明所提供的一种新型复合材料低成本快速成型设备具有如下优点：

1、设备内设置电磁感应加热线圈，该线圈结构布局是由复合材料成型模具形状设计，通过温度控制系统控制电磁感应线圈直接作用金属模具自发加热，能耗大幅度降低。

2、电磁感应线圈直接作用金属模具自发加热，成型复合材料用的辅助材料包括模具的托架均为非金属材料，并不被加热，使得在成型复合材料时辅助材料要求降低，节约了制造成本。

3、具有较传统热传导加热方式高很多的模具升温速率，可大大缩短复合材料固化成型工艺周期，大幅度提高设备产出率，适应规模化的低成本生产。

4、可实现同一模具及不同模具间各处温度均满足工艺要求，具有高度的一致性，对复合材料制成品的质量有利。

5、本发明设备内模具的升温仅与线圈对模具输入的功率有关，不受成型模具辅助材料包裹方式、摆放位置等外界因素的影响，可以接近于固化工艺制度。不会产生温度过冲现象。

以上所述，仅为本发明创造的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。因此，本发明创造的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备，其特征在于，包括:

壳体；

电磁感应加热模块,其设置在所述壳体内，并能够根据下述集成控制模块的指令，调整电磁强度及感应加热脉冲时间间隔；

测温模块，其设置在所述电磁感应加热模块的加热区域内，并能够检测所述加热区域的温度，并能够向下述集成控制模块发送温度信息；

集成控制模块，其设置在所述壳体外部，与所述电磁感应加热模块、所述测温模块连接，并能够根据测温模块的温度信息和/或预先设置的阈值控制所述电磁感应加热模块。

2.根据权利要求1所述的用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备，其特征在于，还包括压力控制模块，其设置在所述壳体上，并能够根据所述集成控制模块的指令，对所述壳体进行加压、稳压或减压；

所述壳体为快开门压力容器。

3.根据权利要求2所述的用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备，其特征在于，还包括真空控制模块，其设置在所述快开门压力容器上，并能够根据所述集成控制模块的指令，对预固化复合材料进行真空化。

4.根据权利要求2所述的用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备，其特征在于，还包括冷却模块，其设置在所述快开门压力容器上，并能够根据所述集成控制模块的指令，控制冷却模块中的冷却风机的运转。

5.根据权利要求1至4任一所述的用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备，其特征在于，

所述测温模块包括热电偶，用于检测所述加热区域的温度；

所述电磁感应加热模块包括一个或一个以上的电磁感应加热线圈，每个所述电磁感应加热线圈的加热区域内均设有一个或一个以上的热电偶。

6.根据权利要求5所述的用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备，其特征在于，

所述集成控制模块设有多路输入输出控制接口，并能够分别获取每个所述热电偶检测到的所述电磁感应加热模块的加热区域的温度信息，

所述多路输入输出控制接口，还能够分别根据每个所述热电偶的温度信息和/或预先设置的阈值，分别调整每个所述电磁感应加热模块的电磁强度及感应加热脉冲时间间隔。

7.根据权利要求6所述的用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备，其特征在于，所述多路输入输出控制接口，还能够分别根据每个所述热电偶的温度信息和/或预先设置的阈值，分别调整每个所述电磁感应加热模块的电磁强度及感应加热脉冲时间间隔，并分配所述电磁感应加热模块在不同的脉冲时间段进行加热。

8.根据权利要求5所述的用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备，其特征在于，

所述电磁感应加热线圈与所述壳体活动连接；

所述电磁感应加热线圈与所述壳体优选通过插接或快速夹头连接。

9.根据权利要求5所述的用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备，其特征在于，所述电磁感应加热线圈为环形线圈、平面线圈、曲面线圈中的一种或几种。

10.根据权利要求5所述的用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备，其特征在于，

所述电磁感应加热线圈与所述壳体内壁的距离不小于100mm，所述电磁感应加热线圈与模具的距离为20～60mm。