CN115230126A - 一种双隔膜预成型设备及方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及热隔膜成型技术领域，尤其涉及一种双隔膜预成型设备及方法，该设备包括：升降支架；加热库；固定框机构，包括上框体和下框体，固定框机构可拆卸地与加热库连接，且上框体和下框体中间固定有双层热隔膜；真空床，与加热库相对设置，真空床上具有抽真空机构，用于模具的放置以及对热隔膜抽真空使得预浸料与模具随型成型；其中，上框体和下框体的侧壁上均具有铰接座、与铰接座连接的压板以及快速夹钳，热隔膜被夹持在上框体和下框体之间，且侧边贴附在上框体以及下框体的侧壁上，压板用于压紧热隔膜边缘，快速夹钳用于将压板紧贴在上框体和下框体的侧壁上。本公开上述结构提高了隔膜的固定效率和预浸料的加热效果。

Description

一种双隔膜预成型设备及方法

技术领域

本公开涉及热隔膜成型技术领域，尤其涉及一种双隔膜预成型设备及方法。

背景技术

热膜预成型是一种复合材料成型方法，即将预浸的复合材料层压后放置于模具上，首先对预浸料以及模具进行预热后，再通过热隔膜将预浸料和模具覆盖，通过抽真空的方式，使得热隔膜推动预浸料贴附在模具上成型；

发明人知晓的相关技术中，多通过将预浸料放置在模具上，并通过热辐射的方式进行加热，然而这种热辐射的加热方式使得预浸料与模具贴合的部分加热程度无法达到设定的温度，成型效果不好；为了解决上述问题，发明人知晓的相关技术中，还提供了一种首先使用双隔膜将预浸料夹在中间，然后在模具中加装加热片的方式实现同时对预浸料和模具的加热；

然而发明人在实施上述方案时发现，通过双隔膜来实现对预浸料的固定时，隔膜的固定较为繁琐，效率低；

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本公开总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了一种双隔膜预成型设备及方法，采用双隔膜快速夹紧的方式，提高预浸料的加热效果并提高隔膜固定效率。

根据本公开的第一方面，提供一种双隔膜预成型设备，包括：

升降支架，所述升降支架上具有驱动机构；

加热库，与所述驱动机构连接，所述加热库中具有加热源，用于对预浸料的加热；

固定框机构，包括上框体和下框体，所述固定框机构可拆卸地与所述加热库连接，且所述上框体和下框体中间固定有双层热隔膜；

真空床，与所述加热库相对设置，所述真空床上具有抽真空机构，用于模具的放置以及对热隔膜抽真空使得预浸料与模具随型成型；

其中，所述上框体和下框体的侧壁上均具有铰接座、与铰接座连接的压板以及快速夹钳，热隔膜被夹持在所述上框体和下框体之间，且侧边贴附在所述上框体以及下框体的侧壁上，所述压板用于压紧热隔膜边缘，所述快速夹钳用于将所述压板紧贴在所述上框体和下框体的侧壁上。

在本公开的一些实施例中，所述真空床的侧壁上具有朝外延伸的支撑件，所述支撑件的高度适配于所述下框体放置在其上时热隔膜与真空床的上表面贴合。

在本公开的一些实施例中，所述上框体内侧壁上还具有压持机构，所述压持机构包括驱动件以及和驱动件连接的压持件；

所述真空床的上表面的边缘处具有密封圈，所述固定框机构搭接在所述支撑件上时，所述压持件与所述密封圈紧密接触。

在本公开的一些实施例中，所述上框体和下框体上还具有朝外设置的开口座，所述加热库的外壁上固定有挂杆驱动组件，所述挂杆驱动组件可拆卸的挂靠在所述开口座上。

在本公开的一些实施例中，所述加热库上还固定有真空泵，所述真空泵通过管路与所述上框体和下框体间固定的隔膜连通，用于两隔膜之间的抽真空。

在本公开的一些实施例中，所述升降支架成龙门型结构，所述驱动机构设置在所述升降支架两侧，所述驱动机构与所述加热库的两侧连接，所述加热库可相对升降的设置在所述升降支架内。

在本公开的一些实施例中，所述升降支架顶部还具有与所述加热库连接的气缸，所述气缸用于施加所述加热库变形弯曲的反向力。

在本公开的一些实施例中，所述真空床上具有抽真空板，所述抽真空板上具有呈闭合形状的环形通气槽，所述抽真空机构与所述环形通气槽连接；

所述抽真空板上不与所述环形通气槽连通的位置处开设有固定口，所述固定口底部连接有固定盒，所述固定盒内具有用于测温的热电偶，所述固定口的截面呈台阶型，还包括盖设在所述固定口上的盖板。

在本公开的一些实施例中，所述热电偶的连接线从所述固定盒的底部引出。

根据本公开的第二方面，还提供了一种双隔膜预成型方法，应用第一方面任一项所述的种双隔膜预成型设备，包括以下步骤：

固定第一隔膜于下框体上表面上，并放置预浸料于第一隔膜的设定位置处；

固定第二隔膜与上框体下表面上，并将上框体与下框体合并使得预浸料被夹持在第一隔膜和第二隔膜之间，对第一隔膜和第二隔膜之间进行抽真空至设定真空度；

将加热库与上框体和下框体连接，并对预浸料进行加热至设定稳定保温；

在对流烘箱内将模具加热至设定温度，并放置在真空床上；

驱动加热库和固定框机构至与真空床上表面密封接触；

对双层隔膜以及真空床之间的空间进行抽真空，使得预浸料与模具随型，至预浸料完全贴紧模具；

对预浸料和模具进行冷却固化，完成预成型。

本公开的有益效果为：本公开通过设置上框体和下框体，并在上框体和下框体上设置铰接座、压板以及快速夹钳，通过压板与快速夹钳的配合，实现了对双层隔膜的快速固定；与相关技术相比，提高了隔膜的固定效率。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例中双隔膜预成型设备的结构示意图；

图2为本公开实施例中固定框机构的剖视图；

图3为本公开实施例中图2中的A处局部放大图；

图4为本公开实施例中双隔膜固定的结构示意图；

图5为本公开实施例中固定框机构和真空床的连接剖视图；

图6为本公开实施例中图5中的B处局部放大图；

图7为本公开实施例中固定框机构和真空床的连接结构示意图；

图8为本公开实施例中图7中的C处局部放大图；

图9为本公开实施例中固定框机构与加热库的连接结构示意图（加热库未示出）；

图10为本公开实施例中真空床的局部爆炸分解结构示意图；

图11为本公开实施例中真空床的剖视爆炸分解结构示意图；

图12为本公开实施例中图11 中的D处的局部放大图；

图13为本公开实施例中双隔膜预成型方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本公开的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本公开。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图12所示的双隔膜预成型设备，包括升降支架10、加热库20、固定框机构30和真空床40，其中：

升降支架10用于带动加热库20和固定框机构30的升降，升降支架10上具有驱动机构11，可以理解地是，在本公开实施例中，驱动机构11具有多种形式，可以是如图1中所示的电机丝杆与滑轨配合实现的形式，也可以是本领域常规的其他形式；

加热库20与驱动机构11连接，加热库20中具有加热源，用于对预浸料03的加热；这里需要指出的是，在本公开实施例中，加热库20是指开口朝下的罩式结构，其中的加热源具有多种形式，可以是红外灯光辐射加热，也可以采用其他形式进行加热；

如图2中所示，固定框机构30包括上框体31和下框体32，固定框机构30可拆卸地与加热库20连接，且上框体31和下框体32中间固定有双层热隔膜；在本公开实施例中，上框体31和下框体32相对设置，将双层热隔膜夹持在中间，并且双层隔膜之间还夹设有预浸料03；

真空床40与加热库20相对设置，真空床40上具有抽真空机构，用于模具的放置以及对热隔膜抽真空使得预浸料03与模具随型成型；这里的相对设置是指在高度方向上相对，在具体成型时，固定框机构30套设在真空床40顶部，并使得隔膜与真空床40的上表面边缘部位密封连接，通过真空床40中设置的抽真空机构，使得抽真空机构将隔膜与真空床40之间的气体抽出，进而在负压的作用下，使得隔膜与模具贴合，进一步使得隔膜中夹持的预浸料03与模具外表面随型；

如图3中所示，在具体进行隔膜的固定时，上框体31和下框体32的侧壁上均具有铰接座33、与铰接座33连接的压板34以及快速夹钳35，热隔膜被夹持在上框体31和下框体32之间，且侧边贴附在上框体31以及下框体32的侧壁上，压板34用于压紧热隔膜边缘，快速夹钳35用于将压板34紧贴在上框体31和下框体32的侧壁上。隔膜的固定原理请参照图4，首先将隔膜覆盖上框体31或者下框体32的一表面，然后打开侧壁上的压板34，将隔膜的边缘放置在压板34内部，这里需要指出的是，压板34沿着上框体31或下框体32的侧壁延伸，进而可以覆盖一侧面的整个隔膜边缘，然后通过快速夹钳35（图4中未示出）的夹持，实现压板34与隔膜的边缘的可靠固定；根据发明人知晓的现有技术，对隔膜的固定多在框体的侧壁上设置夹紧槽，然后通过楔形的橡胶块将隔膜边缘挤压入夹紧槽中，与上述固定方向相比，在固定的过程中，隔膜无需发生形变，即可实现快速固定，提高了固定的精度和效率；

在上述实施例中，通过设置上框体31和下框体32，并在上框体31和下框体32上设置铰接座33、压板34以及快速夹钳35，通过压板34与快速夹钳35的配合，实现了对双层隔膜的快速固定；与相关技术相比，提高了隔膜的固定效率。

在上述实施例的基础上，关于隔膜与真空床40的固定，现有技术中的多为单层隔膜，其直接固定在固定框的底部，然后固定框底部与真空床40接触即可，而在本公开实施例中，如图5至图7中所示，真空床40的侧壁上具有朝外延伸的支撑件41，支撑件41的高度适配于下框体32放置在其上时热隔膜与真空床40的上表面贴合。请参照图7，在具体进行固定时，在将双层隔膜固定在固定框机构30上以后，通过加热库20将固定框机构30抬起，然后将固定框机构30套设在真空床40上，使得下框体32的下表面与支撑件41接触连接，如图7中所示，当下框体32与支撑件41接触时，隔膜的边缘与真空床40的边缘贴合，从而实现了隔膜与真空床40上表面的密封连接；

请继续参照图8，为了进一步保证隔膜与真空床40的密封效果，在本公开实施例中，上框体31内侧壁上还具有压持机构36，压持机构36包括驱动件36a以及和驱动件36a连接的压持件36b；

真空床40的上表面的边缘处具有密封圈42，固定框机构30搭接在支撑件41上时，压持件36b与密封圈42紧密接触。这里的驱动件36a具有多种形式，可以是如图8中所示采用螺栓的形式，而压持件36b此时通过竖向的一字孔可滑动连接在上框体31的内壁上，通过拧动螺栓转动即可改变压持件36b与真空床40的接触紧密程度；此外，本领域技术人员在上述结构的基础上还可以做其他形式的变形，例如通过气缸12或者液压缸的形式来实现对压持件36b的驱动；当然这里还需要指出的是，压持件36b的结构形式也具有多种，为了保证压持效果，在本公开实施例中，可以在压持件36b的底部设置橡胶垫，或者其他形式的弹性层，进而通过挤压变形提高隔膜与真空床40上表面的接触面积；通过上述结构形式的设置，不仅提高了隔膜与真空床40之间的密封连接可靠性，与现有技术相比，更加减少了下框体32表面变形对密封程度的影响，从而提高了固定框体的使用寿命和可靠性；

在本公开实施例中，关于固定框机构30与加热库20的连接形式，如图9中所示（加热库20未示出），上框体31和下框体32上还具有朝外设置的开口座37，加热库20的外壁上固定有挂杆驱动组件21，挂杆驱动组件21可拆卸的挂靠在开口座37上。这里的挂杆驱动组件21具有在长度方向伸缩，并且还可以推动挂杆打开一定的角度，从而实现打开挂杆伸长至开口座37下方位置，然后缩小挂杆的打开角度使得挂杆伸入至开口座37内，接着收缩挂杆，实现加热库20与固定框机构30的连接；而且在本公开实施例中，在上框体31和下框体32上均设置有上述开口座37，通过上述结构的设置，配合真空床40，也便于对上框体31和下框体32的隔膜的固定，进而提高了施工的效率；

请继续参照图1，在本公开实施例中，加热库20上还固定有真空泵22，真空泵22通过管路与上框体31和下框体32间固定的隔膜连通，用于两隔膜之间的抽真空。这里的管路可以是管接头，在具体实施时，可以在上框体31上的隔膜上开设孔位，使得接头伸入至两层隔膜之间，然后利用密封胶带进行开孔处的密封，通过上述结构设置，实现了将预浸料03固定在两层隔膜之间，进而在加工过程中，不仅便于对预浸料03的双面均进行加热，而且还提高了预浸料03与模具之间的定位可靠性；

关于升降支架10的具体结构，如图1中所示，升降支架10成龙门型结构，驱动机构11设置在升降支架10两侧，驱动机构11与加热库20的两侧连接，加热库20可相对升降的设置在升降支架10内。通过上述结构形式的设置，一方面由于加热库20设置在升降支架10内，对加热库20提供了一定程度的保护的作用，另外通过双侧同时驱动的方式，也减少了加热对驱动件36a的影响；

在公开实施例中，如图1中所示，加热库20、真空床40与固定框机构30的尺寸均较大，尤其在长度方向上，甚至长度超过15m，而为了减少加热库20中间部分由于自身重力或者热胀冷缩作用发生的弯曲，升降支架10顶部还具有与加热库20连接的气缸12，气缸12用于施加加热库20变形弯曲的反向力。在本公开实施例中，气缸12倒置，活塞杆朝下，然后再具体控制时，仅在下部连接驱动气源，即通过朝上施力的方式，使得气缸12对加热库20产生拉力，进而在一定程度上减少弯曲变形；在具体实施时，可以在加热库20的侧壁上设置应变传感器，通过应变传感器上感应到的力的大小来改变气缸12的施力大小，进而使得加热库20在长度方向上各处受力均衡，提高加热库20的结构使用强度；

关于真空床40抽真空的具体结构形式如图5和图10中所示，真空床40上具有抽真空板43，抽真空板43上具有呈闭合形状的环形通气槽43a，抽真空机构与环形通气槽43a连接；如图10中所示，通过环形通气槽43a的设置，仅需抽真空机构通过如图5中所示的管路与抽真空板43的底部连通知环形通气槽43a内，即可实现所有环形通气槽43a中的空气流通，这样，再在抽真空板43上设置与环形通气槽43a对应的带有孔的板，即可实现整个抽真空床40的上表面的抽真空；

在具体进行实施时，需要检测加热的温度，现有技术中多在加热库20的侧面设置热电偶43d来实现温度监测，然而该种监测方式由于距离模具以及预浸料03存在一定距离，故监控效果较差，而设置在真空床40上又会影响真空床40的抽真空时的性能，在本公开实施例中，为了解决上述问题，如图10至图12中所示，抽真空板43上不与环形通气槽43a连通的位置处开设有固定口43b，固定口43b底部连接有固定盒43c，固定盒43c内具有用于测温的热电偶43d，固定口43b的截面呈台阶型，还包括盖设在固定口43b上的盖板43e，热电偶43d的连接线从固定盒43c的底部引出。通过上述结构形式的设置，使得热电偶43d与抽真空床40上表面之间只有一个盖板43e的距离，而且固定盒43c与抽真空板43之间密封连接，并且由于；固定口43b与环形通气槽43a不连接，并不会影响抽真空的进行；通过将引线从底部抽出，也无需使用高昂的耐高温线缆，进而保证了温度监控的效果的基础上还降低了设备的成本。

在本公开实施例中，还提供了一种应用上述双隔膜预成型设备的膜预成型方法，如图13中所示，包括以下步骤：

S10：固定第一隔膜01于下框体32上表面上，并放置预浸料03于第一隔膜01的设定位置处；

S20：固定第二隔膜02与上框体31下表面上，并将上框体31与下框体32合并使得预浸料03被夹持在第一隔膜01和第二隔膜02之间，对第一隔膜01和第二隔膜02之间进行抽真空至设定真空度；这里需要指出的是，在本公开实施例中，并不对上述固定的顺序做限制，在具体固定时，可以先将下框体32放置在真空床40上，然后固定下面的第一隔膜01，然后放置预浸料03于预定的位置，接着铺设第二隔膜02，然后放置上框体31于下框体32上，接着进行第二隔膜02的固定，最后通过加热库20上的挂杆与上框体31和下框体32上的开口座37配合，实现连接固定；

S30：将加热库20与上框体31和下框体32连接，并对预浸料03进行加热至设定稳定保温；这里仅对预浸料03的上表面进行辐射加热，然后通过保温的形式实现预浸料03上下表面的热传导，最终实现对整个预浸料03的全面加热；通过上述设置，比现有技术中将预浸料03放置在模具上进行加热的效果更好；

S40：在对流烘箱内将模具加热至设定温度，并放置在真空床40上；由于模具多为空心金属结构，仅仅通过热辐射很难加热到预定的温度，在本公开实施例中，通过外部的对流烘箱实现对模具的加热，然后再将模具转移至真空床40上，上述对模具的加热以及对预浸料03的加热可以同步进行，也可以根据达到设定温度的快慢程度进行先后实施；

S50：驱动加热库20和固定框机构30至与真空床40上表面密封接触；固定框机构30与真空床40的连接在上文中已经详细说明，这里不再进行赘述；但需要指出的是，在本公开实施例中的支撑件41在高度方向也可以通过一字孔以及螺栓的方式实现微调，以提高连接平面的可靠性；

S60：对双层隔膜以及真空床40之间的空间进行抽真空，使得预浸料03与模具随型，至预浸料03完全贴紧模具；

S70：对预浸料03和模具进行冷却固化，完成预成型。通过上述预成型方法，使得预浸料03片的固定更加高效和精准，而且提高了加热的效果，最终提高了产品的可靠性和良品率。

本行业的技术人员应该了解，本公开不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本公开的原理，在不脱离本公开精神和范围的前提下，本公开还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本公开范围内。本公开要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种双隔膜预成型设备，其特征在于，包括：

升降支架，所述升降支架上具有驱动机构；

加热库，与所述驱动机构连接，所述加热库中具有加热源，用于对预浸料的加热；

固定框机构，包括上框体和下框体，所述固定框机构可拆卸地与所述加热库连接，且所述上框体和下框体中间固定有双层热隔膜；

真空床，与所述加热库相对设置，所述真空床上具有抽真空机构，用于模具的放置以及对热隔膜抽真空使得预浸料与模具随型成型；

其中，所述上框体和下框体的侧壁上均具有铰接座、与铰接座连接的压板以及快速夹钳，热隔膜被夹持在所述上框体和下框体之间，且侧边贴附在所述上框体以及下框体的侧壁上，所述压板用于压紧热隔膜边缘，所述快速夹钳用于将所述压板紧贴在所述上框体和下框体的侧壁上。

2.根据权利要求1所述的双隔膜预成型设备，其特征在于，所述真空床的侧壁上具有朝外延伸的支撑件，所述支撑件的高度适配于所述下框体放置在其上时热隔膜与真空床的上表面贴合。

3.根据权利要求2所述的双隔膜预成型设备，其特征在于，所述上框体内侧壁上还具有压持机构，所述压持机构包括驱动件以及和驱动件连接的压持件；

所述真空床的上表面的边缘处具有密封圈，所述固定框机构搭接在所述支撑件上时，所述压持件与所述密封圈紧密接触。

4.根据权利要求1所述的双隔膜预成型设备，其特征在于，所述上框体和下框体上还具有朝外设置的开口座，所述加热库的外壁上固定有挂杆驱动组件，所述挂杆驱动组件可拆卸的挂靠在所述开口座上。

5.根据权利要求1所述的双隔膜预成型设备，其特征在于，所述加热库上还固定有真空泵，所述真空泵通过管路与所述上框体和下框体间固定的隔膜连通，用于两隔膜之间的抽真空。

6.根据权利要求1所述的双隔膜预成型设备，其特征在于，所述升降支架成龙门型结构，所述驱动机构设置在所述升降支架两侧，所述驱动机构与所述加热库的两侧连接，所述加热库可相对升降的设置在所述升降支架内。

7.根据权利要求6所述的双隔膜预成型设备，其特征在于，所述升降支架顶部还具有与所述加热库连接的气缸，所述气缸用于施加所述加热库变形弯曲的反向力。

8.根据权利要求1所述的双隔膜预成型设备，其特征在于，所述真空床上具有抽真空板，所述抽真空板上具有呈闭合形状的环形通气槽，所述抽真空机构与所述环形通气槽连接；

所述抽真空板上不与所述环形通气槽连通的位置处开设有固定口，所述固定口底部连接有固定盒，所述固定盒内具有用于测温的热电偶，所述固定口的截面呈台阶型，还包括盖设在所述固定口上的盖板。

9.根据权利要求8所述的双隔膜预成型设备，其特征在于，所述热电偶的连接线从所述固定盒的底部引出。

10.一种双隔膜预成型方法，其特征在于，应用如权利要求1至9任一项所述的双隔膜预成型设备，包括以下步骤：

固定第一隔膜于下框体上表面上，并放置预浸料于第一隔膜的设定位置处；

固定第二隔膜与上框体下表面上，并将上框体与下框体合并使得预浸料被夹持在第一隔膜和第二隔膜之间，对第一隔膜和第二隔膜之间进行抽真空至设定真空度；

将加热库与上框体和下框体连接，并对预浸料进行加热至设定稳定保温；

在对流烘箱内将模具加热至设定温度，并放置在真空床上；

驱动加热库和固定框机构至与真空床上表面密封接触；

对双层隔膜以及真空床之间的空间进行抽真空，使得预浸料与模具随型，至预浸料完全贴紧模具；

对预浸料和模具进行冷却固化，完成预成型。

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