CN109454899A - 一种预浸料层叠高压预成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种预浸料层叠高压预成型工艺，包括：S1:将单层预浸料铺设在两个工位上；S2:驱动其中一个工位至预成型腔室内，电磁铁断电，工位与框体分离；S3:升降装置顶升框体，框体与真空吸附装置底端压紧，真空吸附装置抽真空，弹性橡胶变形贴附在模具上，同时单层预浸料也将被压在模具上，且保压一段时间；S4:升降装置复位，驱动另一个工位至预成型腔室内，重复步骤S3，此时，步骤S2中的工位同步进行铺料；S5:重复步骤S2至S4；S6:完成铺设。与现有技术相比，本发明铺设精度高、铺设效率高，最终获得的产品质量好，孔隙率小，碳纤维不会有褶皱、层与层之间不容易产生气泡。

Description

一种预浸料层叠高压预成型工艺

技术领域

本发明涉及碳纤维制品成型技术领域，具体而言，涉及一种预浸料层叠高压预成型工艺。

背景技术

碳纤维制品是由碳纤维与树脂、金属、陶瓷等材料复合而成的碳纤维复合材料所制作的产品，碳纤维制品在航天、军工、电子等诸多领域都有着很广泛的应用，如图2所述，碳纤维预浸料包含多层，在制作过程中，传统的方法是将多层碳纤维预浸料铺设在一起通过加热模压成型，但是在实际操作过程中，由于层数较多，层与层之间滑移不充分，容易造成褶皱和搭接，使产品不合格率增大。

有鉴于上述缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种预浸料层叠高压预成型工艺，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种预浸料层叠高压预成型工艺，旨在解决现有技术中，多层碳纤维预浸料模压成型时，层与层之间滑移不充分，容易造成褶皱和搭接，使产品不合格率增大的技术问题。

本发明提出了一种预浸料层叠高压预成型工艺，包括：

S1: 将单层预浸料铺设在两个工位上；

S2: 驱动其中一个所述工位至预成型腔室内，电磁铁断电，工位与框体分离；

S3: 升降装置顶升框体，框体与真空吸附装置底端压紧，真空吸附装置抽真空，弹性橡胶变形贴附在模具上，同时单层预浸料也将被压在模具上，且保压一段时间；

S4: 升降装置复位，驱动另一个工位至预成型腔室内，重复步骤S3，此时，步骤S2中的工位同步进行铺料；

S5: 重复步骤S2至S4；

S6: 完成铺设。

进一步地，所述步骤S1中，所述工位包括气缸、框体、滑轨、弹性橡胶；

所述滑轨设置在所述框体底端，所述框体能够沿所述滑轨滑动；

所述气缸用以驱动所述框体沿所述滑轨滑动；

所述弹性橡胶设置在所述框体上侧，所述弹性橡胶用以设置预浸料，所述弹性橡胶上表面设置有隔离膜。

进一步地，所述气缸和所述框体之间设置有连接结构，所述连接结构包括第一连接本体、第二连接本体，所述第一连接本体和所述第二连接本体通过电磁连接；

所述第一连接本体远离所述第二连接本体的一端与所述气缸的活塞杆端部固接，所述第一连接本体靠近所述第二连接本体的一端设置有第一锯齿；

所述第二连接本体远离所述第一连接本体的一端与所述框体固接，所述第二连接本体靠近所述第一连接本体的一端设置有第二锯齿；

所述第一锯齿和所述第二锯齿能够无缝契合。

进一步地，所述步骤S3中,所述真空吸附装置包括抽真空设备、真空吸板；

所述抽真空设备用以抽真空；

所述真空吸板上设置有密封槽、密封条，所述密封槽和所述密封条之间设置有真空吸附孔。

进一步地，所述步骤S3中，所述模具通过旋转固定装置固定在所述真空吸板下方，所述旋转固定装置包括设置在上连接部、下连接部；

所述上连接部包括伺服电机、定位块、弹珠、进气孔；

所述下连接部包括卡槽、弹簧、信号接收器、接触头。

进一步地，所述步骤S3中，所述升降装置为丝杆升降机。

进一步地，所述抽真空设备和所述真空吸板之间设置有模具基座，所述模具基座内设置有加热装置，所述加热装置用以维持所述预成型腔室内温度恒定。

进一步地，所述预成型腔室内温度为50℃。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明提供的预浸料层叠高压预成型工艺通过在预成型腔室两侧设置工位，在预成型腔室上方设置真空吸附装置，在预成型腔室下方设置升降装置，通过升降装置逐个将工位上的单层预浸料顶升至真空吸附装置上，一层一层地进行预浸料铺设，铺设精度高，避免了多层预浸料同时铺设时，由于预浸料有粘性，层与层之间会粘结很难进行铺设的问题，且逐层铺设不容易产生气泡。

（2）本发明提供的预浸料层叠高压预成型工艺通过设置两个工位，两个工位轮流进行预浸料的铺设，在其中一个工位进行送料时，可以在另一个工位上进行预浸料的铺设，节省了铺设预浸料的时间，极大地提高了工作效率。

（3）本发明提供的预浸料层叠高压预成型工艺通过多次单层抽真空成型的方式，最终获得的产品质量好，孔隙率小，碳纤维不会有褶皱。

（4）本发明提供的预浸料层叠高压预成型工艺在真空吸板上设置密封槽和密封条，密封槽和密封条之间设置真空吸附孔，即以密封条为界限形成两个真空区，保证模具真空区压力。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的预浸料层叠高压预成型工艺的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的多层预浸料的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的工位的局部放大示意图；

图4为本发明实施例提供的真空吸附装置的局部放大示意图；

图5为本发明实施例提供的上连接部的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的下连接部的结构示意图；

附图标记：

1、预成型腔室；2、工位；21、气缸；22、框体；23、滑轨；24、弹性橡胶；25、连接结构；251、第一连接本体；2511、第一锯齿；252、第二连接本体；2521、第二锯齿；3、升降装置；4、真空吸附装置；41、抽真空设备；411、真空吸附孔；42、真空吸板；421、密封槽；422、密封条；5、加热装置；6、模具； 7、模具基座；8、旋转固定装置；82、上连接部；821、伺服电机；822、定位块；823、弹珠；824、进气孔；81、下连接部；811、卡槽；812、弹簧；813、信号接收器；814、接触头。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明实施例提出了一种预浸料层叠高压预成型工艺，包括如下步骤：

S1: 将单层预浸料铺设在两个工位2上；

S2: 驱动其中一个工位2至预成型腔室1内，电磁铁断电，工位2与框体22分离；

S3: 升降装置3顶升框体22，框体22与真空吸附装置4底端压紧，真空吸附装置4抽真空，弹性橡胶24变形贴附在模具6上，同时单层预浸料也将被压在模具6上，且保压一段时间；

S4: 升降装置3复位，驱动另一个工位2至预成型腔室1内，重复步骤S3，此时，步骤S2中的工位2同步进行铺料；

S5: 重复步骤S2至S4；

S6: 完成铺设。

与现有技术相比，本发明实施例提出的预浸料层叠高压预成型工艺通过在预成型腔室1两侧设置工位2，在预成型腔室1上方设置真空吸附装置4，在预成型腔室1下方设置升降装置3，通过升降装置3逐个将工位1上的单层预浸料顶升至真空吸附装置4上，一层一层地进行预浸料铺设，铺设精度高，避免了多层预浸料同时铺设时，由于预浸料有粘性，层与层之间会粘结很难进行铺设的问题，且逐层铺设不容易产生气泡，能有效保证产品的合格率。

本发明实施例提出的预浸料层叠高压预成型工艺通过如下装置实施，参阅图1，其装置包括：预成型腔室1、工位2、升降装置3、真空吸附装置4、加热装置5，其中，工位2设置两个，分别位于预成型腔室1两侧，工位2用以将预浸料输送至预成型腔室1内，真空吸附装置4设置在预成型腔室1顶端，真空吸附装置4用以从上方吸附预浸料，升降装置3设置在预成型腔室1底端，升降装置3用以将预浸料顶升至真空吸附装置4底端，加热装置5用以确保预成型腔室1内的温度恒定。

参阅图1及图3，由图可知，工位2包括气缸21、框体22、滑轨23、弹性橡胶24，滑轨23设置在所述框体22底端，框体22能够沿滑轨23滑动，气缸21用以驱动框体22沿滑轨23滑动，弹性橡胶24设置在框体22上侧，弹性橡胶24用以设置预浸料，弹性橡胶24上表面设置有隔离膜，气缸21和框体22之间设置有连接结构25，连接结构25包括第一连接本体251、第二连接本体252，第一连接本体251和第二连接本体252通过电磁连接，第一连接本体251远离第二连接本体252的一端与气缸21的活塞杆端部固接，第一连接本体251靠近第二连接本体252的一端设置有第一锯齿2511，第二连接本体252远离第一连接本体251的一端与框体22固接，第二连接本体252靠近第一连接本体251的一端设置有第二锯齿2521，第一锯齿2511和第二锯齿2521能够无缝契合。

参阅图1至图6，由图可知，真空吸附装置4包括抽真空设备41、真空吸板42，抽真空设备41用以抽真空，真空吸板42上设置有密封槽421、密封条422，密封槽421和密封条422之间设置有真空吸附孔411，抽真空设备41和所述真空吸板42之间设置有模具基座7，加热装置5设置在模具基座7内，用以确保预成型腔室1的加热温度始终处于50℃，真空吸板42下方设置有模具6，模具6通过旋转固定装置8固定在真空吸板42下方，旋转固定装置8包括设置在上连接部82、下连接部81，其中，上连接部82包括伺服电机821、定位块822、弹珠823、进气孔824，下连接部81包括卡槽811、弹簧812、信号接收器813、接触头814，其连接原理如下：进气孔824充气，弹珠823撞击接触头814，接触头814通过信号接收器813将信号传递给伺服电机821，伺服电机821驱动上连接部82整体旋转90度，此时定位块822转入卡槽811内，以此将上连接部82和下连接部81固定。

在本实施例中，升降装置3为市场上流通的丝杆升降机。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种预浸料层叠高压预成型工艺，其特征在于，包括：

S1: 将单层预浸料铺设在两个工位（2）上；

S2: 驱动其中一个所述工位（2）至预成型腔室（1）内，电磁铁断电，工位（2）与框体（22）分离；

S3: 升降装置（3）顶升框体（22），框体（22）与真空吸附装置（4）底端压紧，真空吸附装置（4）抽真空，弹性橡胶（24）变形贴附在模具（6）上，同时单层预浸料也将被压在模具（6）上，且保压一段时间；

S4: 升降装置（3）复位，驱动另一个工位（2）至预成型腔室（1）内，重复步骤S3，此时，步骤S2中的工位（2）同步进行铺料；

S5: 重复步骤S2至S4；

S6: 完成铺设。

2.根据权利要求1所述的预浸料层叠高压预成型工艺，其特征在于，所述步骤S1中，所述工位（2）包括气缸（21）、框体（22）、滑轨（23）、弹性橡胶（24）；

所述滑轨（23）设置在所述框体（22）底端，所述框体（22）能够沿所述滑轨（23）滑动；

所述气缸（21）用以驱动所述框体（22）沿所述滑轨（23）滑动；

所述弹性橡胶（24）设置在所述框体（22）上侧，所述弹性橡胶（24）用以设置预浸料，所述弹性橡胶（24）上表面设置有隔离膜。

3.根据权利要求2所述的预浸料层叠高压预成型工艺，其特征在于，所述气缸（21）和所述框体（22）之间设置有连接结构（25），所述连接结构（25）包括第一连接本体（251）、第二连接本体（252），所述第一连接本体（251）和所述第二连接本体（252）通过电磁连接；

所述第一连接本体（251）远离所述第二连接本体（252）的一端与所述气缸（21）的活塞杆端部固接，所述第一连接本体（251）靠近所述第二连接本体（252）的一端设置有第一锯齿（2511）；

所述第二连接本体（252）远离所述第一连接本体（251）的一端与所述框体（22）固接，所述第二连接本体（252）靠近所述第一连接本体（251）的一端设置有第二锯齿（2521）；

所述第一锯齿（2511）和所述第二锯齿（2521）能够无缝契合。

4.根据权利要求1所述的预浸料层叠高压预成型工艺，其特征在于，所述步骤S3中,所述真空吸附装置（4）包括抽真空设备（41）、真空吸板（42）；

所述抽真空设备（41）用以抽真空；

所述真空吸板（42）上设置有密封槽（421）、密封条（422），所述密封槽（421）和所述密封条（422）之间设置有真空吸附孔（411）。

5.根据权利要求4所述的预浸料层叠高压预成型工艺，其特征在于，所述步骤S3中，所述模具（6）通过旋转固定装置（8）固定在所述真空吸板（42）下方，所述旋转固定装置（8）包括设置在上连接部（82）、下连接部（81）；

所述上连接部（82）包括伺服电机（821）、定位块（822）、弹珠（823）、进气孔（824）；

所述下连接部（81）包括卡槽（811）、弹簧（812）、信号接收器（813）、接触头（814）。

6.根据权利要求1所述的预浸料层叠高压预成型工艺，其特征在于，所述步骤S3中，所述升降装置（3）为丝杆升降机。

7.根据权利要求4所述的预浸料层叠高压预成型工艺，其特征在于，所述抽真空设备（41）和所述真空吸板（42）之间设置有模具基座（7），所述模具基座（7）内设置有加热装置（5），所述加热装置（5）用以维持所述预成型腔室（1）内温度恒定。

8.根据权利要求7所述的预浸料层叠高压预成型工艺，其特征在于，所述预成型腔室（1）内温度为50℃。