CN104943201B - 机械手操控磁流体压熨成型装置及方法 - Google Patents

机械手操控磁流体压熨成型装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104943201B
CN104943201B CN201510386476.8A CN201510386476A CN104943201B CN 104943201 B CN104943201 B CN 104943201B CN 201510386476 A CN201510386476 A CN 201510386476A CN 104943201 B CN104943201 B CN 104943201B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure
presses
magnetic fluid
manipulator
pressed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510386476.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104943201A (zh
Inventor
杨卫民
鉴冉冉
阎华�
胡力
李锐
焦志伟
谭晶
谢鹏程
丁玉梅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Chemical Technology
Original Assignee
Beijing University of Chemical Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Chemical Technology filed Critical Beijing University of Chemical Technology
Priority to CN201510386476.8A priority Critical patent/CN104943201B/zh
Publication of CN104943201A publication Critical patent/CN104943201A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104943201B publication Critical patent/CN104943201B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

本发明提供一种机械手操控磁流体压熨成型装置及方法，其装置主要由送料预热装置、剪切压紧装置、压熨装置、单模系统、模具加热装置和取件机器手组成，送料预热装置位于整个成型装置前端，送料预热装置的输送底座上装有放卷辊，顶部装有输送电机驱动的输送辊，靠近单模系统的输送辊兼做预热辊，为方便压熨成型，下方输送辊的辊顶所在平面与单模系统的单模上表面设在同一高度，剪切压紧装置、压熨装置和模具加热装置均安装在单模系统上，压熨装置的滑块机械手能实现三轴向运动以方便压熨时的调整，模具加热装置位于单模系统侧边，装有真空吸盘的取件机器手位于整个成型装置的后端，本发明具有简单高效、自动化程度高、适于加工复杂形状制品的特点。

Description

机械手操控磁流体压熨成型装置及方法
技术领域
本发明涉及塑料加工成型领域，特指一种可实现纤维预浸料片材成型的机械手操控磁流体压熨成型装置及方法。
背景技术
目前，挤出成型、注射成型等常规塑料成型技术已经非常成熟，但随着经济的发展，人们对塑料制品的要求也越来越高，由于传统的塑料成型方式存在许多不足，其成型制品已经不能满足社会的需求。因此近年来，各种新型的塑料成型方式被开发出来，如压缩吹塑成型、热压成型、吸塑成型等。
对于结构复杂的塑料制件，目前能够使用注塑成型方法来成型，但是模具制造成本太大，而且模具必须配以模板、拉杆等辅助机构，更加剧了注射系统的复杂性，使成本进一步增加。
对于纤维增强材料的成型，目前已有的技术包括手糊成型、喷射成型、纤维缠绕成型、模压成型等。其中，手糊成型属于早期成型方法，成型效率低，制品质量不易控制，性能稳定性不高；喷射成型存在制品强度低，污染大的缺点；纤维缠绕成型设备较为复杂，技术难度大，工艺程序相对繁多；模压成型是目前纤维预浸料片材加工成型常用的方法，在专利“预浸料模压成型方法”(201110273346.5)中提及了一种预浸料模压成型方法，但采用双模仍然加大了成本，而且压机的投资也很高。专利“填充0°碳纤维预浸料预成型工装及预成型工艺”(201410072102.4)中对预浸料采用了真空压实成型方法，但成型周期过长，并且对于加工复杂的制品相对困难。
为了解决上述问题，专利提出机械手操控磁流体压熨成型装置及方法，用于实现纤维预浸料复合材料的成型。
发明内容
本发明的目的是提供一种机械手操控磁流体压熨成型装置及方法，无需传统的注射设备，采用单模系统即可完成纤维预浸料材料的成型，特别适用于外形复杂的塑料制品的加工。本装置所涉及的单模是相对于传统模具提出的概念，传统模具由凹模和凸模组成，单模即只采用凸模或凹模用以加工成型。
实现上述目的的技术方案是，机械手操控磁流体压熨成型装置，主要由送料预热装置、剪切压紧装置、压熨装置、单模系统、模具加热装置和取件机器手组成，送料预热装置位于整个成型装置前端，送料预热装置的输送底座上装有放卷辊，顶部装有输送电机驱动的输送辊，靠近单模系统的输送辊兼做预热辊，为方便压熨成型，下方输送辊的辊顶所在平面与单模系统的单模上表面设定在同一高度，剪切压紧装置、压熨装置和模具加热装置均安装在单模系统上，压熨装置处于单模系统顶部，其滑块机械手能实现三轴向运动以方便压熨时的调整，模具加热装置位于单模系统侧边，装有真空吸盘的取件机器手位于整个成型装置的后端。
本发明涉及的机械手操控磁流体压熨成型装置，在加工成型开始时，送料预热装置的放卷辊将纤维预浸料展开放卷，输送电机带动输送辊对卷曲的纤维预浸料进行输送，纤维预浸料经预热辊预热后进入单模；此时输送停止，剪切压紧装置下移，剪切并压紧纤维预浸料；然后压熨装置对其进行压熨，成型结束后顶出机构顶出制品；最后取件机器手取出制品，进行下一个循环。
本发明机械手操控磁流体压熨成型装置的送料预热装置下方预热辊的顶部所在平面与单模上表面在同一水平面上，输送电机在定量输送物料后暂时停止输送，实现一个成型周期循环。
本发明机械手操控磁流体压熨成型装置的剪切压紧装置由液压系统驱动，采用带刃凸台结构，在单模上的下刃槽要比刃本身高度要高，保证在切断物料后对物料进行压紧固定。
本发明机械手操控磁流体压熨成型装置的单模系统包含单模和顶出机构。单模与物料接触面为工作面，用以成型加工物料，赋予物料需要的形状和尺寸；单模由模具加热系统对其加热，可采用电加热元件实现。
本发明机械手操控磁流体压熨成型装置中，压熨装置的压熨头能在三自由度导轨上实现三轴向运动，并对物料进行充分压熨。压熨头结构从外至内依次为：紧固圈、弹性外筒、包覆膜、内筒、电磁铁、绝热层和电加热棒。磁流体通过包覆膜包覆，膜紧固在内筒上，内筒与滑块机械手相连，内筒装有电磁铁和电加热棒，两者通过绝热层隔开。压熨过程中，电加热棒和电磁铁通电，加热磁流体使其与纤维预浸料温度接近从而方便压熨，提高制品质量；磁流体在电磁铁的磁场作用下渗透作用加强，会对纤维预浸料产生额外的压力，进一步压实预塑件。
本发明机械手操控磁流体压熨成型方法，采用磁流体对纤维预浸体进行压熨。磁流体具有一定的耐高温性能，包覆磁流体的包覆膜具有柔性以及耐高温性，可根据加工物料的不同选择合适的磁流体基体和膜材料。
本发明机械手操控磁流体压熨成型方法，压熨头内部有电磁铁，通电后能在磁流体内部产生磁场，并使磁流体形状随设定磁场的变化而变化。压熨头内部装有电加热棒，能对磁流体进行加热。
本发明机械手操控磁流体压熨成型方法，所选用磁流体推荐为HJ01；选用膜材料推荐为聚酰亚胺即PI，该材料耐热性高，强度也较高。
本发明机械手操控磁流体压熨成型装置的有益效果为：采用单模，无需注射，具有结构简单成本低、自动化程度高、可成型形状复杂制品的特点。
附图说明
图1是本发明机械手操控磁流体压熨成型装置的示意图。
图2是本发明机械手操控磁流体压熨成型装置的送料预热装置示意图。
图3是压熨装置、单模系统、模具加热装置的装配体正视图。
图4是本发明机械手操控磁流体压熨成型装置的压熨装置压熨头的分解正视图。
图5是本发明机械手操控磁流体压熨成型装置适宜加工的制品人脸模型举例。
图中：1.送料预热装置，2.剪切压紧装置，3.压熨装置，4.单模系统，5.模具加热装置，6.取件机器手。
其中：1-1.输送底座，1-2.放卷辊，1-3.纤维预浸料，1-4输送电机，1-5.输送辊，1-6.预热辊，3-1.滑块机械手，3-2.导轨，3-3电加热棒，3-4内筒，3-5弹性外筒，3-6紧固圈，3-7电磁铁，3-8绝热层，3-9包覆膜，4-1.单模，4-2.顶出机构。
具体实施方式
本发明提出了机械手操控磁流体压熨成型装置，如图1所示，主要由送料预热装置1、剪切压紧装置2、压熨装置3、单模系统4、模具加热装置5和取件机器手6等组成。送料预热装置1的放卷辊1-2固定在输送底座1-1上，顶部装有输送电机1-4驱动的输送辊1-5，输送末端的输送辊兼做预热辊1-6，如图2所示，下方输送辊的顶部所在平面与单模4-1上表面处于同一高度；剪切压紧装置2、压熨装置3和模具加热装置5均安装在单模系统4上，压熨装置3处于单模系统4的顶部，其滑块机械手3-1能实现三轴向运动以方便压熨时的调整，模具加热装置5位于单模系统4侧边，装有真空吸盘的取件机器手6位于整个成型装置的后端。
机械手操控磁流体压熨成型装置，在加工成型开始时，送料预热装置1的放卷辊1-2将纤维预浸料1-3展开放卷，输送电机1-4带动输送辊1-5对卷曲的纤维预浸料1-3进行输送，纤维预浸料1-3经预热辊1-6预热后进入单模4-1；此时输送停止，剪切压紧装置2下移，剪切并压紧纤维预浸料1-3；然后压熨装置3对其进行压熨，成型结束后顶出机构4-2顶出制品；最后取件机器手6取出制品，进行下一个循环。
本发明机械手操控磁流体压熨成型装置的送料预热装置1下方输送辊的顶部所在平面与单模4-1上表面在同一水平面上，输送电机1-4在输送定量物料后暂时停止输送，以一个成型周期循环。
本发明机械手操控磁流体压熨成型装置的剪切压紧装置2由辅助液压系统驱动，采用带刃凸台结构，在单模4-1上的下刃槽要比刃本身高度要高，保证在切断物料后对物料进行压紧固定。
本发明机械手操控磁流体压熨成型装置的单模系统4包含单模4-1和顶出机构4-2。单模4-1的与物料接触面为工作面，用以成型加工物料，赋予物料所需要的形状和尺寸，如图5所示；单模4-1可由模具加热系统5对其加热，可采用电加热元件加热或其他方式实现，如图3所示。
本发明机械手操控磁流体压熨成型装置中，如图4所示，压熨装置2的压熨头能在三自由度导轨3-2上实现三轴向运动，并对物料进行充分压熨。压熨头结构从外至内依次为：紧固圈3-6，弹性外筒3-5，包覆膜3-9，内筒3-4，电磁铁3-7，绝热层3-8，电加热棒3-3。磁流体通过包覆膜3-9包覆，膜紧固在内筒3-4上，内筒3-4与滑块机械手3-1相连，内筒3-4装有电磁铁3-7和电加热棒3-3，两者通过绝热层3-8隔开。压熨过程中，电加热棒3-3和电磁铁3-7通电，加热磁流体使其与纤维预浸料温度接近从而方便压熨，提高制品质量；磁流体在电磁铁3-7的磁场作用下渗透作用加强，会对纤维预浸料产生额外的压力，进一步压实预塑件。
以上所述为本发明的具体设备及工艺情况，配合各图予以说明。但是本发明并不局限于以上所述的具体设备及工艺过程，任何基于上述所说的对于相关设备修改或替换，任何基于上述所说的对于相关工艺的局部调整，只要在本发明的精神领域范围内，均属于本发明。

Claims (7)

1.机械手操控磁流体压熨成型装置，其特征在于：主要由送料预热装置、剪切压紧装置、压熨装置、单模系统、模具加热装置和取件机器手组成，送料预热装置位于整个成型装置前端，送料预热装置的输送底座上装有放卷辊，顶部装有输送电机驱动的输送辊，靠近单模系统的输送辊兼做预热辊，为方便压熨成型，下方输送辊的辊顶所在平面与单模系统的单模上表面设定在同一高度，剪切压紧装置、压熨装置和模具加热装置均安装在单模系统上，压熨装置处于单模系统顶部，其滑块机械手能实现三轴向运动以方便压熨时的调整，模具加热装置位于单模系统侧边，装有真空吸盘的取件机器手位于整个成型装置的后端；压熨装置的压熨头能在三自由度导轨上实现三轴向运动，并对物料进行充分压熨；压熨头结构从外至内依次为：紧固圈、弹性外筒、包覆膜、内筒、电磁铁、绝热层和电加热棒，磁流体通过包覆膜包覆，膜紧固在内筒上，内筒与滑块机械手相连，内筒装有电磁铁和电加热棒，两者通过绝热层隔开。
2.根据权利要求1所述的机械手操控磁流体压熨成型装置，其特征在于：剪切压紧装置由液压系统驱动，采用带刃凸台结构，在单模上的下刃槽要比刃本身高度要高。
3.根据权利要求1所述的机械手操控磁流体压熨成型装置，其特征在于：单模系统包含单模和顶出机构，单模与物料接触面为工作面，单模由模具加热装置对其加热，采用电加热元件实现。
4.根据权利要求1所述的机械手操控磁流体压熨成型装置，其特征在于：压熨头内部有电磁铁。
5.一种采用权利要求1所述的压熨成型装置的机械手操控磁流体压熨成型方法，其特征在于：在加工成型开始时，送料预热装置的放卷辊将纤维预浸料展开放卷，输送电机带动输送辊对卷曲的纤维预浸料进行输送，纤维预浸料经预热辊预热后进入单模；此时输送停止，剪切压紧装置下移，剪切并压紧纤维预浸料；然后压熨装置的压熨头对其进行压熨，成型结束后顶出机构顶出制品；最后取件机器手取出制品，进行下一个循环。
6.根据权利要求5所述的机械手操控磁流体压熨成型方法，其特征在于：压熨过程中，电加热棒和电磁铁通电，加热磁流体使其与纤维预浸料温度接近从而方便压熨；磁流体在电磁铁的磁场作用下渗透作用加强，会对纤维预浸料产生额外的压力，进一步压实预塑件。
7.根据权利要求5所述的机械手操控磁流体压熨成型方法，其特征在于：压熨头内部有电磁铁，通电后能在磁流体内部产生磁场，并使磁流体形状随设定磁场的变化而变化；压熨头内部装有电加热棒，能对磁流体进行加热。
CN201510386476.8A 2015-06-30 2015-06-30 机械手操控磁流体压熨成型装置及方法 Active CN104943201B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510386476.8A CN104943201B (zh) 2015-06-30 2015-06-30 机械手操控磁流体压熨成型装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510386476.8A CN104943201B (zh) 2015-06-30 2015-06-30 机械手操控磁流体压熨成型装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104943201A CN104943201A (zh) 2015-09-30
CN104943201B true CN104943201B (zh) 2017-03-08

Family

ID=54158510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510386476.8A Active CN104943201B (zh) 2015-06-30 2015-06-30 机械手操控磁流体压熨成型装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104943201B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102896764A (zh) * 2012-08-08 2013-01-30 亚普汽车部件股份有限公司 一种设置有内置组件的中空箱体成型方法
CN104552982A (zh) * 2015-01-04 2015-04-29 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种纤维布注胶成型制品多模具周转自动生产线装置
CN204773655U (zh) * 2015-06-30 2015-11-18 北京化工大学 机械手操控磁流体压熨成型装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10035237C1 (de) * 2000-07-20 2001-09-06 Daimler Chrysler Ag Verfahren und Produktionsanlage zum Herstellen von schalenförmigen, fasermatten-verstärkten Kunststoffteilen

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102896764A (zh) * 2012-08-08 2013-01-30 亚普汽车部件股份有限公司 一种设置有内置组件的中空箱体成型方法
CN104552982A (zh) * 2015-01-04 2015-04-29 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种纤维布注胶成型制品多模具周转自动生产线装置
CN204773655U (zh) * 2015-06-30 2015-11-18 北京化工大学 机械手操控磁流体压熨成型装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN104943201A (zh) 2015-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101594983B (zh) 用于连续压塑成型的方法和有效利用材料的模具
CA1182970A (en) Process and apparatus for producing moulded parts from flat tangled fibre fleece mats
CN205893065U (zh) 传递式热弯机
CN101791861A (zh) 一种双层厚片塑料板材一次成型设备及其成型工艺
CN210851402U (zh) 一种复合材料构建成型模具
CN204773655U (zh) 机械手操控磁流体压熨成型装置
CN204981607U (zh) 一种复杂曲面玻璃高温热压成型装置
CN207240999U (zh) 尿袋自动成型机
CN206242523U (zh) 快速固化预浸料复材制件成型模压系统
CN104943201B (zh) 机械手操控磁流体压熨成型装置及方法
CN107351429A (zh) 一种提高Z‑Pin增强的树脂基复合材料成型质量的方法
CN105965916A (zh) 一种复合材料成型设备及其用于复合材成型的工艺
CN104416915B (zh) 制作壳体的装置及方法
CN202162949U (zh) 片材气压式模内成型装置
CN203141833U (zh) 吸塑机用移动式成型机构
CN101830424B (zh) 一种实现连续生产的真空吸附成型方法
CN202162950U (zh) 带加热装置的复式模内成型模具
CN207861429U (zh) 应用在非球面玻璃镜片模压机上的传输机构
CN106273535A (zh) 一种半封闭复合材料结构的成型方法
CN218197064U (zh) 一种热塑性复合材料用平板压机
CN215242791U (zh) 一种饮用水水桶的成型装置
CN208305843U (zh) 一种无纺3d成型复合纤维的生产装置
CN213617943U (zh) 一种具备双料筒节能结构的高效注塑模具
CN213893157U (zh) 一种彩盒上的膜无气泡的热缩机
CN210017924U (zh) 一种文胸模杯成型装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant