CN117087306B - 一种碳纤维复合铝合金型材制备设备及制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种碳纤维复合铝合金型材制备设备及制备方法，涉及管材加工设备的技术领域。碳纤维复合铝合金型材制备设备包括工作台、加工平台、第一上料组件和复合组件。加工平台包括作业台和升降件，作业台用于承载铝合金方管，升降件用于使作业台上下移动；第一上料组件用于对碳纤维板进行上料；复合组件包括移动单元和复合单元，复合单元设置于移动单元的移动端，移动单元用于带动复合单元穿过铝合金方管；复合单元包括涂胶喷嘴和夹持夹爪，涂胶喷嘴用于对铝合金方管喷涂胶水，夹持夹爪用于夹持第一上料组件输送的碳纤维板。本申请能够提高碳纤维与铝合金进行复合的制备效率。

Description

一种碳纤维复合铝合金型材制备设备及制备方法

技术领域

本申请涉及管材加工设备的技术领域，尤其是涉及一种碳纤维复合铝合金型材制备设备及制备方法。

背景技术

篷房作为一种实用的建筑形式，通常采用较少的建筑框架组件，同时采用轻质、柔性的材料作为其屋顶和相应的墙壁，通过建筑框架组件与相应的柔性材料固定安装实现基本的房屋功能。采用柔性材料作为覆盖部分，可以加快安装进度，尤其是其可以快速的实现较为复杂和大面积的屋顶的安装。因它具有造价低、重量轻、各材料的加工运输成本低廉、搭建、拆卸又相对简便，具有空间开放等特点，而被广泛应用于临时的商业会展、体育赛事等大型户外建筑。

参考图1，篷房包括篷房支撑骨架和篷布，篷布包覆于篷房的顶部和周向侧壁。篷房支撑骨架包括立柱101和顶篷架100，立柱101固定连接于地面上，顶篷架100与立柱101的顶端固定连接。立柱101和顶篷架100均采用铝合金方管拼接而成，铝合金方管受到自身重力以及风力的影响，而铝合金材料的抗拉强度及弹性模量都不高，为满足使用要求，有的会增加铝合金方管的截面面积，但是这会导致铝材的用量增加。而有的铝合金方管会与碳纤维材料进行复合，形成碳纤维复合铝合金型材，以提高整体的抗拉强度和弹性模量。

相关技术中授权公告号为CN105799196B的中国专利文件提供了一种铝合金复合碳纤维方管的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)按使用要求确定铝合金方管的尺寸与材质，加工铝合金方管；(2)用粘合剂将碳纤维包覆在铝合金方管上；(3)将碳纤维包覆好的铝合金方管放入模具中定型；(4)定型后放入烘箱固化，固化后冷却，拆除模具得到产品。步骤(3)具体采用以下步骤：(3-1)控制缠绕角为20-30°，在铝合金方管外缠绕或铺设5-8层浸胶碳纤维；(3-2)控制缠绕角为90°，继续缠绕或铺设1-3层浸胶碳纤维；(3-3)重复上述步骤2-5次，完成对铝合金方管外表面的包覆。

但是，相关技术中将碳纤维缠绕于铝合金方管的外表面，使得碳纤维包覆于铝合金方管外表面的速度较慢，容易使生产效率变低。

发明内容

为了提高碳纤维与铝合金进行复合的制备效率，本申请提供一种碳纤维复合铝合金型材制备设备及制备方法。

本申请提供一种碳纤维复合铝合金型材制备设备及制备方法，采用如下的技术方案：

第一方面，本申请提供一种碳纤维复合铝合金型材制备设备，包括：

工作台；

加工平台，所述加工平台包括作业台和升降件，所述作业台用于承载铝合金方管，所述升降件用于使所述作业台上下移动；

第一上料组件，第一上料组件朝向所述铝合金方管的内孔，所述第一上料组件用于对碳纤维板进行上料；

复合组件，所述复合组件包括移动单元和复合单元，所述复合单元设置于移动单元的移动端，所述复合单元的移动方向朝向所述铝合金方管的内孔，所述移动单元用于带动所述复合单元穿过铝合金方管；所述复合单元包括涂胶喷嘴和夹持夹爪，所述涂胶喷嘴用于对铝合金方管喷涂胶水，所述夹持夹爪用于夹持所述第一上料组件输送的碳纤维板。

通过采用上述技术方案，将铝合金方管固定于作业台上，再使第一上料组件对碳纤维板进行上料，同时启动移动单元，移动单元的移动端带动复合单元穿过铝合金方管，夹持夹爪对第一上料组件输送的碳纤维板进行夹持。随后移动单元带动复合单元反向移动，涂胶喷嘴在穿过铝合金方管的过程中对铝合金方管内壁喷涂胶水，同时使得碳纤维板穿过铝合金方管。再使升降件抬升作业台，使碳纤维板与铝合金方管的内壁相贴合，从而形成了型材。本申请采用碳纤维板与铝合金方管直接贴合的方法，能够相比于缠绕的方法提高加工效率，并且本申请的碳纤维板位于铝合金方管的内部，铝合金方管能够对碳纤维板进行保护，提高型材的使用寿命。

可选的，所述复合单元还包括：

支撑块，所述支撑块设置于所述移动单元的移动端上，所述涂胶喷嘴和所述夹持夹爪均设置于所述支撑块上；

导向辊轮，所述导向辊轮转动设置于所述支撑块上，所述导向辊轮用于与所述铝合金方管内壁抵接。

通过采用上述技术方案，在移动单元带动复合单元在铝合金方管内移动的过程中，导向辊轮与铝合金方管内壁抵接，导向辊轮能够对支撑块的移动起到导向作用，也能减少移动单元的移动端的载荷。

可选的，所述复合单元还包括涂覆辊轮，所述涂覆辊轮转动设置于所述支撑块上，所述涂覆辊轮与所述涂胶喷嘴均位于所述支撑块的同一侧。

通过采用上述技术方案，当移动单元带动复合单元穿过铝合金方管时，涂胶喷嘴向铝合金方管内壁喷涂胶水，涂覆辊轮与胶水接触，涂覆辊轮能够使胶水在铝合金方管内涂覆更均匀，从而提升碳纤维板与铝合金方管的粘接稳定性。

可选的，所述复合单元还包括打磨件，所述打磨件包括：

打磨辊轮，所述打磨辊轮转动设置于所述支撑块上，所述打磨辊轮用于与所述铝合金方管内壁抵接；

打磨驱动源，所述打磨驱动源设置于所述支撑块上，所述打磨驱动源用于驱动所述打磨辊轮转动；

吸尘罩，所述吸尘罩与所述支撑块连接，所述吸尘罩罩设于所述打磨辊轮的周侧。

通过采用上述技术方案，当复合单元从铝合金方管内移出时，启动打磨驱动源，打磨驱动源带动打磨辊轮转动，打磨辊轮将铝合金方管内壁的氧化层进行打磨并去除，使得后续碳纤维板与铝合金方管内壁粘合更充分。吸尘罩汇集打磨产生的粉尘，通过气管外接真空泵，能够将吸尘罩内的粉尘及时抽走，减少残留的粉尘影响后续碳纤维板与铝合金方管的粘合稳定性。

可选的，所述移动单元包括：

导轨，所述导轨设置于所述工作台上；

滑块，所述滑块滑动设置于所述导轨上，所述滑块与所述支撑块连接；

滑块驱动源，所述滑块驱动源用于驱动所述滑块移动。

通过采用上述技术方案，当启动滑块驱动源时，能够带动滑块沿导轨滑动，滑块再带动支撑块在铝合金方管内移动。

可选的，所述升降件包括：

升降柱，所述作业台设置于所述升降柱上；

升降驱动源，所述升降驱动源的输出端与所述作业台连接。

通过采用上述技术方案，当启动升降驱动源时，能够带动作业台上下移动，作业台能够带动铝合金方管上下移动，以便于铝合金方管与碳纤维板进行贴合。

可选的，所述作业台上设置有定位件，所述定位件包括：

挡板，所述挡板设置于所述作业台上；

滑移夹板，所述滑移夹板滑动设置于所述作业台上；

夹板驱动源，所述夹板驱动源设置于所述作业台上，所述夹板驱动源的输出端与所述滑移夹板连接，使得所述滑移夹板与所述挡板夹持铝合金方管。

通过采用上述技术方案，将铝合金方管放置于挡板和滑移夹板之间，启动夹板驱动源，带动滑移夹板靠近挡板，从而使得滑移夹板与挡板夹持铝合金方管，对铝合金在作业台上的位置进行限位。

可选的，碳纤维复合铝合金型材制备设备还包括：

第二上料组件，所述工作台上设置有上料区，所述第二上料组件将铝合金方管输送至所述上料区；

下料运输组件，所述下料运输组件用于对贴有碳纤维板的铝合金方管进行运输；

移动取料组件，所述移动取料组件用于将位于上料区的铝合金方管移动至所述作业台上，并且所述移动取料组件还用于将型材移动至所述下料运输组件上；所述移动取料组件包括支撑立架、二维移动单元和取料夹爪；所述二维移动单元设置于所述支撑立架上，所述取料夹爪设置于所述二维移动单元的移动端，所述取料夹爪用于夹取铝合金方管。

通过采用上述技术方案，当第二上料组件将铝合金方管输送至上料区后，启动二维移动单元，二维移动单元带动取料夹爪移动至上料区，取料夹爪夹取位于上料区的铝合金方管，将铝合金方管运输至作业台上。待铝合金方管与碳纤维板成形为型材后，取料夹爪再夹取型材，并将型材运输至下料运输组件上，下料运输组件对型材进行下料作业。

可选的，所述二维移动单元包括：

导向滑轨，所述导向滑轨设置于所述支撑立架上；

滑台，所述滑台滑动设置于所述导向滑轨上；

滑台驱动源，所述滑台驱动源用于驱动所述滑台移动；

伸缩驱动件，所述伸缩驱动件设置于所述滑台上，所述取料夹爪与所述伸缩驱动件的伸缩端连接。

通过采用上述技术方案，当启动滑台驱动源时，能够带动滑台沿导向滑轨移动，实现取料夹爪在一个方向上的移动；伸缩驱动件的伸缩端带动取料夹爪上下移动，实现取料夹爪在另一个方向上的移动；从而实现取料夹爪在两个方向上的移动。

第二方面，本申请还提供一种碳纤维复合铝合金型材的制备方法，使用上述的碳纤维复合铝合金型材制备设备，包括如下步骤：

S1：对铝合金方管进行上料，使铝合金方管移动至作业台上；

S2：对碳纤维板进行上料，移动单元将复合单元移动至铝合金方管内，夹持夹爪夹持碳纤维板，随后移动单元将复合单元从铝合金方管内移出，涂胶喷嘴在铝合金方管内底壁涂覆胶水；在碳纤维板穿入铝合金方管后，使碳纤维板与铝合金方管内底壁接触；

S3：将碳纤维板与铝合金方管内壁进行压合。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益效果：

1.移动单元的移动端带动复合单元穿过铝合金方管，夹持夹爪对第一上料组件输送的碳纤维板进行夹持，涂胶喷嘴在穿过铝合金方管的过程中对铝合金方管内壁喷涂胶水，升降件抬升作业台，使碳纤维板与铝合金方管的内壁相贴合，从而形成了型材。本申请采用碳纤维板与铝合金方管直接贴合的方法，能够相比于缠绕的方法提高加工效率；并且本申请的碳纤维板位于铝合金方管的内部，铝合金方管能够对碳纤维板进行保护；

2.第二上料组件将铝合金方管上料至上料区，移动取料组件将位于上料区的铝合金方管移动至作业台上，待铝合金方管和碳纤维板成形为型材后，移动取料组件再将型材移动至下料运输组件，下料运输组件对型材进行下料作业；

3.移动单元带动支撑块移动，导向辊轮与铝合金方管内壁抵接发生转动，导向辊轮能够对支撑块的移动起到导向作用；涂覆辊轮能够使涂胶喷嘴喷出的胶水在铝合金方管内壁更均匀，使碳纤维板与铝合金方管内壁贴合更稳定。

附图说明

图1是相关技术中篷房的结构示意图；

图2是本申请实施例1顶篷架和立柱受力后的位置状态示意图；

图3是本申请实施例1顶篷架受力发生弯曲的示意图；

图4是本申请实施例1碳纤维复合铝合金型材的剖切结构示意图；

图5是本申请实施例1拉伸试验样品的结构示意图；

图6是本申请实施例1弯曲试验样品的结构示意图；

图7是本申请实施例1弯曲试验样品的压力与位移的曲线图；

图8是本申请实施例2碳纤维复合铝合金型材制备设备的整体结构示意图；

图9是本申请实施例2第二上料组件的结构示意图；

图10是本申请实施例2复合组件、加工平台和第一上料组件的结构示意图；

图11是本申请实施例2移动取料组件的局部结构示意图；

图12是本申请实施例2第一上料组件的局部结构示意图；

图13是本申请实施例2复合单元的局部结构示意图；

图14是本申请实施例3复合单元的仰视结构示意图；

图15是本申请实施例3打磨驱动源的爆炸结构示意图。

附图标记说明：1、工作台；11、上料区；2、第一上料组件；21、第一驱动源；22、上料滚轮；23、支撑架；3、第二上料组件；31、第二驱动源；32、输送滚轮；33、定位块；4、复合组件；41、移动单元；411、滑块；412、导轨；413、滑块驱动源；42、复合单元；421、支撑块；422、导向辊轮；423、涂覆辊轮；424、涂胶喷嘴；425、夹持夹爪；426、打磨件；4261、打磨辊轮；4262、打磨驱动源；4263、吸尘罩；5、加工平台；51、作业台；52、定位件；521、挡板；522、滑移夹板；523、夹板驱动源；53、升降件；531、升降柱；532、升降驱动源；6、移动取料组件；61、支撑立架；62、二维移动单元；621、导向滑轨；622、滑台；623、滑台驱动源；6231、驱动电机；6232、齿轮；6233、齿条；624、伸缩驱动件；63、取料夹爪；7、下料运输组件；71、运输骨架；72、传送带；100、顶篷架；101、立柱；102、铝合金方管；1021、铝合金板；103、碳纤维板；1031、碳纤维层；104、铝垫片。

具体实施方式

以下结合附图2-15对本申请作进一步详细说明。

实施例1

本申请实施例1提供一种碳纤维复合铝合金型材。

参考图2和图3，在自然状态下，顶篷架100受自身重力发生弯曲，导致顶篷架100的上表面受压，顶篷架100的下表面受拉，即顶篷架100的上部为压应力，顶篷架100的下部为拉应力。在图2中，虚线代表立柱101和顶篷架100受力后的位置状态。

参考图4，顶篷架100由多个铝合金方管102拼接而成，在铝合金方管102底端内侧面粘合碳纤维板103，形成碳纤维复合铝合金型材，从而提高铝合金方管102的结构强度。在本实施例中，碳纤维板103由多个碳纤维层1031进行层叠制成。

参考图5，选取一层碳纤维层1031作为拉伸试验样品进行拉伸试验，拉伸试验样品的尺寸参数如图5所示，单位为mm。在碳纤维层1031的两端固定连接有铝垫片104，以便于拉伸试验机进行夹持，铝垫片104的厚度为3mm。碳纤维层1031的总长度为200mm，显露的碳纤维层1031的长度为100mm，一层碳纤维层1031的厚度为0.167mm。拉伸试验的拉伸跨度为145mm，即拉伸试验机对拉伸试验样品的两端施力的间距为145mm。拉伸试验的数据如下：

参考图6，再选取型材的碳纤维与铝合金的复合段作为弯曲试验样品进行弯曲试验，即弯曲试验样品包括铝合金板1021和碳纤维板103，本弯曲试验的碳纤维板103具有不同规格，分别为一层碳纤维层、二层碳纤维层和三层碳纤维层。弯曲试验样品的尺寸参数如图6所示，弯曲试验样品中的铝合金板1021的厚度为3mm，单层碳纤维层的厚度为0.167mm。弯曲试验样品的两端固定连接有铝垫片104，以便安装于弯曲试验机上，铝垫片104的厚度为3mm，弯曲试验的跨度为135mm。弯曲试验的样品编号如下表所示：

参考图7，为弯曲试验样品的压力与位移曲线（F-S曲线），在图7中，没有出现波峰的曲线代表0层碳纤维层的弯曲试验样品，余下三个曲线按照波峰从下至上依次代表一层碳纤维层、二层碳纤维层和三层碳纤维层的弯曲试验样品。由图7可知，增加碳纤维层数后样品能够承受的最大跨中压力变大，则表明增加碳纤维后样品的弹性模量和抗弯强度均有大幅提升。

对弯曲试验样品分别在发生位移1mm与4mm时的压力进行比较，如下表所示：

从以上数据可知，增加碳纤维之后铝合金板的刚度大幅度提升。增加碳纤维层之后的效果，若是用加大铝合金方管截面的方式达到同样的刚度，则增加后等效截面见下表：

对于弯曲试验样品承受的最大压力以及对应的位移量，试验数据如下表所示：

从上述数据可知，增加碳纤维之后铝合金的抗弯强度大幅度提升，增加碳纤维层之后的效果，若是用加大铝合金方管截面的方式达到同样的强度，则增加后等效截面见下表：

实施例2：

本申请实施例2提供一种碳纤维复合铝合金型材制备设备。

参考图8和图9，碳纤维复合铝合金型材制备设备包括工作台1和第二上料组件3。工作台1设置有多个，工作台1安装于地面上，第二上料组件3包括第二驱动源31和输送滚轮32。输送滚轮32转动连接于工作台1上表面，在本实施例中，第二驱动源31为电机，第二驱动源31的机身固定连接于工作台1下表面，第二驱动源31的输出端与输送滚轮32同轴且固定连接。第二驱动源31和输送滚轮32呈直线排列有多个，第二驱动源31和输送滚轮32设置有两排，两排输送滚轮32之间形成有输送通道。输送通道能够容纳铝合金方管102，铝合金方管102分别与相邻的输送滚轮32抵接。当启动第二驱动源31时，能够带动输送滚轮32转动，从而带动铝合金方管102沿输送通道移动。

参考图9，第二上料组件3还包括定位块33，定位块33与工作台1的上表面固定连接。工作台1上设置有上料区11，定位块33位于上料区11内。输送通道朝向定位块33，铝合金方管102的端部能够与定位块33抵接，从而使得定位块33能够限制铝合金方管102在上料区11的位置。

参考图8和图10，碳纤维复合铝合金型材制备设备还包括加工平台5，加工平台5包括作业台51和升降件53，升降件53包括升降柱531和升降驱动源532。升降柱531包括两个滑动套接的杆件，当两个杆件发生相对移动时，能够改变升降柱531的高度。升降柱531的底端固定连接于地面上，作业台51水平设置，升降柱531的顶端与作业台51固定连接。升降柱531竖向设置，升降柱531设置有四个。在本实施例中，升降驱动源532为气缸，升降驱动源532的机身通过垫块固定连接于地面上，升降驱动源532的输出端与作业台51的下表面固定连接。当启动升降驱动源532时，能够使作业台51上下移动。

参考图8和图10，作业台51上设置有定位件52，定位件52包括挡板521、滑移夹板522和夹板驱动源523。在本实施例中，夹板驱动源523为气缸，夹板驱动源523的机身固定连接于作业台51的上表面，夹板驱动源523的输出端与滑移夹板522固定连接。挡板521与作业台51的上表面固定连接，挡板521与滑移夹板522之间有间隔。当启动夹板驱动源523时，能够使滑移夹板522靠近或远离挡板521。

参考图8和图11，碳纤维复合铝合金型材制备设备还包括移动取料组件6，移动取料组件6包括支撑立架61和二维移动单元62，二维移动单元62包括导向滑轨621和滑台622。支撑立架61固定连接于地面上，导向滑轨621与支撑立架61固定连接，导向滑轨621的长度方向为从上料区11至作业台51的方向，滑台622与导向滑轨621滑动连接。

参考图11，二维移动单元62还包括滑台驱动源623，在本实施例中，滑台驱动源623包括驱动电机6231、齿轮6232和齿条6233。驱动电机6231的机身固定连接于滑台622上，驱动电机6231的输出端与齿轮6232同轴且固定连接。齿条6233与支撑立架61固定连接，齿条6233的长度方向与导向滑轨621的长度方向平行，齿轮6232与齿条6233啮合。当启动驱动电机6231时，能够带动齿轮6232转动，从而使得滑台622沿导向滑轨621滑动。

参考图11，二维移动单元62还包括伸缩驱动件624，在本实施例中，伸缩驱动件624为气缸，伸缩驱动件624的机身与滑台622固定连接，伸缩驱动件624的伸缩端固定连接有取料夹爪63，取料夹爪63能够夹持铝合金方管102或型材。

当启动滑台驱动源623时，能够使滑台622沿导向滑轨621移动，再启动伸缩驱动件624，从而带动取料夹爪63在水平和竖向方向上的移动。取料夹爪63夹取位于上料区11的铝合金方管102后，将铝合金方管102移动至挡板521和滑移夹板522之间，启动夹板驱动源523，挡板521和滑移夹板522对铝合金方管102进行夹持。

参考图10和图12，工作台1上还设置有第一上料组件2，第一上料组件2包括第一驱动源21、上料滚轮22和支撑架23。支撑架23固定连接于工作台1上，上料滚轮22与支撑架23转动连接，上料滚轮22直线排列有多个，上料滚轮22间隔设置有两排，两排上料滚轮22之间形成了上料通道，上料通道能够容纳碳纤维板103，碳纤维板103能够分别与两排上料滚轮22抵接。在本实施例中，第一驱动源21为电机，第一驱动源21的机身固定连接于支撑架23上，第一驱动源21的输出端与上料滚轮22的转轴固定连接。当启动第一驱动源21时，能够使上料滚轮22转动，从而带动碳纤维板103移动。

参考图10，工作台1上还设置有复合组件4，复合组件4包括移动单元41，移动单元41包括滑块411、导轨412和滑块驱动源413。导轨412固定连接于工作台1上，导轨412的长度方向朝向位于作业台51的铝合金方管102的内孔，并且导轨412的长度方向与铝合金方管102平行，滑块411与导轨412滑动连接。在本实施例中，滑块驱动源413包括电机和丝杆，丝杆转动连接于导轨412内，丝杆与滑块411螺纹连接，电机的机身固定连接于导轨412的端部，电机的输出端与丝杆同轴且固定连接。当启动滑块驱动源413时，电机使丝杆转动，能够带动滑块411沿导轨412滑动，滑块411能够伸入铝合金方管102内。

参考图10和图13，滑块411上设置有复合单元42，复合单元42包括支撑块421、导向辊轮422、涂覆辊轮423和涂胶喷嘴424。支撑块421与滑块411固定连接，导向辊轮422与支撑块421转动连接，导向辊轮422分别设置于支撑块421的顶侧和底侧，导向辊轮422能够与铝合金方管102内壁抵接。涂胶喷嘴424固定连接于支撑块421的底侧，涂胶喷嘴424外接管道，能够使涂胶喷嘴424喷出胶水。涂覆辊轮423转动连接于支撑块421的底侧，涂覆辊轮423能够与铝合金方管102内壁抵接。

参考图10和图13，滑块411的长度方向、位于作业台51上的铝合金方管102的长度方向、以及位于第一上料组件2的碳纤维板103的长度方向能够处于同一直线上。复合单元42还包括夹持夹爪425，夹持夹爪425与支撑块421固定连接，夹持夹爪425能够夹持第一上料组件2输送的碳纤维板103。

启动滑块驱动源413，使滑块411带动复合单元42伸入铝合金方管102内，夹持夹爪425对第一上料组件2输送的碳纤维板103进行夹持，随后滑块驱动源413驱动滑块411反向移动，滑块411从铝合金方管102内移出，带动碳纤维板103位于铝合金方管102内。在滑块411从铝合金方管102内移出的过程中，涂胶喷嘴424对铝合金方管102内壁喷涂胶水，涂覆辊轮423的滚动使胶水分布更均匀。随后升降件53使作业台51向上移动，从而带动铝合金方管102与碳纤维板103贴合并粘接。升降件53再使作业台51复位，滑块驱动源413再次使复合单元42从铝合金方管102内伸入和移出，支撑块421顶侧的导向辊轮422与铝合金方管102内壁抵接，支撑块421底端的导向辊轮422与碳纤维板103抵接，使碳纤维板103与铝合金方管102内壁压合更紧密，提升粘接的稳定性。在碳纤维板103与铝合金方管102粘接牢固后，形成了如图4所示的型材。

参考图8，碳纤维复合铝合金型材制备设备还包括下料运输组件7，下料运输组件7包括运输骨架71和传送带72，运输骨架71固定连接于地面上，传送带72安装于运输骨架71上。移动取料组件6能够将作业台51上成形后的型材夹取并移动至传送带72上，传送带72对型材进行下料作业。

本申请实施例2一种碳纤维复合铝合金型材制备设备的实施原理为：第二驱动源31使输送滚轮32转动，使铝合金方管102输送至上料区11，移动取料组件6将位于上料区11的铝合金方管102夹取并移动至作业台51上。启动夹板驱动源523，使滑移夹板522与挡板521夹持铝合金方管102。随后移动单元41带动复合单元42从铝合金方管102内伸入和移出，夹持夹爪425夹取第一上料组件2输送的碳纤维板103，并将碳纤维板103带入铝合金方管102内。升降件53使作业台51上升，使得铝合金方管102与碳纤维板103贴合，随后升降件53使作业台51复位，移动单元41再次使复合单元42从铝合金方管102内伸入和移出，导向辊轮422对碳纤维板103进行滚压，使碳纤维板103与铝合金方管102内壁粘接更稳固，从而形成型材。最后，移动取料组件6将型材夹取并移动至传送带72上，实现对型材的下料作业。

实施例3

本申请实施例3提供一种碳纤维复合铝合金型材制备设备。

参考图14和图15，本申请实施例3与实施例2的区别之处在于：复合单元42还包括打磨件426，打磨件426包括打磨辊轮4261和打磨驱动源4262。打磨辊轮4261转动连接于支撑块421的底侧，并且打磨辊轮4261位于导向辊轮422和涂胶喷嘴424之间，打磨辊轮4261能够与铝合金方管102的内壁抵接。在本实施例中，打磨辊轮4261采用钢丝辊筒，打磨驱动源4262为电机。支撑块421内部开设有空腔，打磨驱动源4262的机身与支撑块421的空腔内壁固定连接，打磨驱动源4262的输出端通过皮带带动打磨辊轮4261转动。

参考图14，支撑块421的底侧固定连接有吸尘罩4263，吸尘罩4263罩设于打磨辊轮4261的周侧，吸尘罩4263的底端开设有吸尘口。吸尘罩4263采用具有一定柔性的橡胶材料，吸尘罩4263的底端能够与铝合金方管102内壁抵接。吸尘罩4263的顶端通过气管外接真空泵，真空泵能够将吸尘罩4263内的粉尘及时抽走。

本申请实施例3一种碳纤维复合铝合金型材制备设备的实施原理为：当复合单元42从铝合金方管102内移出的过程中，启动打磨驱动源4262，打磨驱动源4262带动打磨辊轮4261转动，从而对铝合金方管102内壁进行打磨，去除氧化层，以露出铝合金方管102的基材，使后续碳纤维板103与基材更加有效复合。并且，涂胶喷嘴424将胶水涂布于打磨后的铝合金方管102内壁，胶水能够减少打磨后的区域再次发生氧化的情况。打磨产生的粉尘位于吸尘罩4263内，真空泵再将粉尘抽至外界，减少铝合金方管102内部残留的粉尘对后续复合过程的影响。

实施例4

本申请实施例4提供一种碳纤维复合铝合金型材的制备方法，使用如实施例3中的碳纤维复合铝合金型材制备设备，包括如下步骤：

S1：对铝合金方管102进行上料，使铝合金方管102移动至作业台51上；

S2：对碳纤维板103进行上料，移动单元41使复合单元42移动至铝合金方管102内，夹持夹爪425夹持碳纤维板103，随后移动单元41使复合单元42从铝合金方管102内移出；在复合单元42从铝合金方管102内移出的过程中，打磨驱动源4262使打磨辊轮4261转动，对铝合金方管102内壁进行打磨，以去除铝合金方管102内壁的氧化层，同时涂胶喷嘴424在铝合金方管102内底壁涂覆胶水；在碳纤维板103穿入铝合金方管102后，使碳纤维板103与铝合金方管102内底壁接触；

S3：将碳纤维板103与铝合金方管102内壁进行压合；

S4：将成形后的型材进行下料运输；

S5：对型材进行热烘；热烘使得胶水将碳纤维板103与铝合金方管102粘接更充分和牢固；

S6：对型材端部进行修边处理；对于型材端部多余的碳纤维板103，可以对碳纤维板103进行裁切，使型材端部平齐。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种碳纤维复合铝合金型材制备设备，其特征在于，包括：

工作台（1）；

加工平台（5），所述加工平台（5）包括作业台（51）和升降件（53），所述作业台（51）用于承载铝合金方管（102），所述升降件（53）用于使所述作业台（51）上下移动；

第一上料组件（2），第一上料组件（2）朝向所述铝合金方管（102）的内孔，所述第一上料组件（2）用于对碳纤维板（103）进行上料；

复合组件（4），所述复合组件（4）包括移动单元（41）和复合单元（42），所述复合单元（42）设置于移动单元（41）的移动端，所述复合单元（42）的移动方向朝向所述铝合金方管（102）的内孔，所述移动单元（41）用于带动所述复合单元（42）穿过铝合金方管（102）；所述复合单元（42）包括涂胶喷嘴（424）和夹持夹爪（425），所述涂胶喷嘴（424）用于对所述铝合金方管（102）喷涂胶水，所述夹持夹爪（425）用于夹持所述第一上料组件（2）输送的所述碳纤维板（103）；

所述复合单元（42）还包括：

支撑块（421），所述支撑块（421）设置于所述移动单元（41）的移动端上，所述涂胶喷嘴（424）和所述夹持夹爪（425）均设置于所述支撑块（421）上，所述涂胶喷嘴（424）朝向所述铝合金方管（102）的内底壁；

导向辊轮（422），所述导向辊轮（422）转动设置于所述支撑块（421）上，所述导向辊轮（422）分别设置于所述支撑块（421）的顶侧和底侧，所述导向辊轮（422）用于与所述铝合金方管（102）内壁抵接。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合铝合金型材制备设备，其特征在于，所述复合单元（42）还包括涂覆辊轮（423），所述涂覆辊轮（423）转动设置于所述支撑块（421）上，所述涂覆辊轮（423）与所述涂胶喷嘴（424）均位于所述支撑块（421）的同一侧。

3.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合铝合金型材制备设备，其特征在于，所述复合单元（42）还包括打磨件（426），所述打磨件（426）包括：

打磨辊轮（4261），所述打磨辊轮（4261）转动设置于所述支撑块（421）上，所述打磨辊轮（4261）用于与所述铝合金方管（102）内壁抵接；

打磨驱动源（4262），所述打磨驱动源（4262）设置于所述支撑块（421）上，所述打磨驱动源（4262）用于驱动所述打磨辊轮（4261）转动；

吸尘罩（4263），所述吸尘罩（4263）与所述支撑块（421）连接，所述吸尘罩（4263）罩设于所述打磨辊轮（4261）的周侧。

4.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合铝合金型材制备设备，其特征在于，所述移动单元（41）包括：

导轨（412），所述导轨（412）设置于所述工作台（1）上；

滑块（411），所述滑块（411）滑动设置于所述导轨（412）上，所述滑块（411）与所述支撑块（421）固定连接；

滑块驱动源（413），所述滑块驱动源（413）用于驱动所述滑块（411）移动。

5.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合铝合金型材制备设备，其特征在于，所述升降件（53）包括：

升降柱（531），所述作业台（51）设置于所述升降柱（531）上；

升降驱动源（532），所述升降驱动源（532）的输出端与所述作业台（51）连接。

6.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合铝合金型材制备设备，其特征在于，所述作业台（51）上设置有定位件（52），所述定位件（52）包括：

挡板（521），所述挡板（521）设置于所述作业台（51）上；

滑移夹板（522），所述滑移夹板（522）滑动设置于所述作业台（51）上；

夹板驱动源（523），所述夹板驱动源（523）设置于所述作业台（51）上，所述夹板驱动源（523）的输出端与所述滑移夹板（522）连接，使得所述滑移夹板（522）与所述挡板（521）夹持所述铝合金方管（102）。

7.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合铝合金型材制备设备，其特征在于，碳纤维复合铝合金型材制备设备还包括：

第二上料组件（3），所述工作台（1）上设置有上料区（11），所述第二上料组件（3）将所述铝合金方管（102）输送至所述上料区（11）；

下料运输组件（7），所述下料运输组件（7）用于对贴有碳纤维板（103）的所述铝合金方管（102）进行运输；

移动取料组件（6），所述移动取料组件（6）用于将位于上料区（11）的所述铝合金方管（102）移动至所述作业台（51）上，并且所述移动取料组件（6）还用于将贴有碳纤维板（103）的所述铝合金方管（102）移动至所述下料运输组件（7）上；所述移动取料组件（6）包括支撑立架（61）、二维移动单元（62）和取料夹爪（63）；所述二维移动单元（62）设置于所述支撑立架（61）上，所述取料夹爪（63）设置于所述二维移动单元（62）的移动端，所述取料夹爪（63）用于夹取所述铝合金方管（102）。

8.根据权利要求7所述的一种碳纤维复合铝合金型材制备设备，其特征在于，所述二维移动单元（62）包括：

导向滑轨（621），所述导向滑轨（621）设置于所述支撑立架（61）上；

滑台（622），所述滑台（622）滑动设置于所述导向滑轨（621）上；

滑台驱动源（623），所述滑台驱动源（623）用于驱动所述滑台（622）移动；

伸缩驱动件（624），所述伸缩驱动件（624）设置于所述滑台（622）上，所述取料夹爪（63）与所述伸缩驱动件（624）的伸缩端连接。

9.一种碳纤维复合铝合金型材的制备方法，其特征在于，使用如权利要求1-8任意一项所述的碳纤维复合铝合金型材制备设备，包括如下步骤：

S1：对铝合金方管（102）进行上料，使铝合金方管（102）移动至作业台（51）上；

S2：对碳纤维板（103）进行上料，移动单元（41）将复合单元（42）移动至铝合金方管（102）内，夹持夹爪（425）夹持碳纤维板（103），随后移动单元（41）将复合单元（42）从铝合金方管（102）内移出，涂胶喷嘴（424）在铝合金方管（102）内底壁涂覆胶水；在碳纤维板（103）穿入铝合金方管（102）后，使碳纤维板（103）与铝合金方管（102）内底壁接触；

S3：将碳纤维板（103）与铝合金方管（102）内壁进行压合。