CN209191349U - 一种三轴运动台结构的纤维织物加热定型装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于树脂基复合材料液体成型工艺中的纤维预制体制备技术，涉及一种三轴运动台结构的纤维织物加热定型装置。三轴运动台包括相互垂直的X轴运动机构、Y轴运动机构，Z轴运动机构，三轴运动台的下方安装有移动支架，移动支架的四个脚上各安装有一个带刹车的万向轮，三轴运动台Z轴运动机构的底部工作端安装有加热装置和红外测温传感器，加热装置包括加热源、可控硅模块以及控温模块，红外测温传感器安装在加热源的一侧。本实用新型不用更改初始设定好的激光投影基准，避免了未经热定型的纤维织物在模具移动过程中可能产生的尺寸偏差。采用逐区域扫描加热方式对纤维预制体进行热定型和采用烘箱加热定型方式相比能耗大幅减少。
Description
技术领域
本实用新型属于树脂基复合材料液体成型工艺中的纤维预制体制备技术，涉及一种三轴运动台结构的纤维织物加热定型装置。
背景技术
树脂转移模塑成型(Resin Transfer Molding，RTM)技术，其主要原理为首先在模腔中铺放设计好的预制体，再采用注射设备将专用树脂体系注入模腔，通过树脂流动排出模腔内的气体同时浸润纤维，经加热固化、冷却脱模即可得到复合材料制件。对于铺层结构的纤维预制体，铺放过程中每个单层纤维织物之间通过定型维持各层织物的相对位置，常用的定型方式包括对铺放的干态纤维直接喷洒定型剂定型、采用预先带有定型剂的织物铺放后加热定型、添加胶膜定型、缝合定型等。对预先带有定型剂的织物加热定型时，先将已铺放的部分采用真空袋进行抽真空预压，再将预制体随模具一起进入烘箱进行加热，冷却后拆除真空袋即得到定型后的纤维预制体。对于较大尺寸、且铺层层数多的构件，需要多次进入烘箱进行定型，每次定型后将模具移动至铺叠区时需要重新寻找铺放基准，且模具在不同生产区域的周转时间长，占用设备资源多，能耗大。
发明内容
本实用新型的目的是提出一种能够通过加热装置在预制体表面以分区扫描的方式完成纤维预制体加热定型的一种三轴运动台结构的纤维织物加热定型装置。
本实用新型的技术解决方案是:
所述的纤维织物加热定型装置是三轴运动台结构，三轴运动台包括相互垂直的X轴运动机构、Y轴运动机构，Z轴运动机构，三轴运动台的下方安装有移动支架，移动支架的四个脚上各安装有一个带刹车的万向轮，三轴运动台Z轴运动机构的底部工作端安装有加热装置和红外测温传感器，加热装置包括加热源、可控硅模块以及控温模块，红外测温传感器安装在加热源的一侧。
所述的X轴运动机构、Y轴运动机构，Z轴运动机构均各由一个伺服电机或步进电机驱动。
所述加热源是红外灯加热装置或电吹风加热装置。
所述加热源采用单个红外灯或多个红外灯并联，或单个电加热吹风及多个电加热吹风并联。
所述可移动支架的一侧为开口端。
本实用新型的优点和有益效果是，纤维预制体的热定型过程通过运动的电加热装置，采用逐区域扫描的方式完成，不需要预制体的铺放工装在铺放场地和烘箱之间转运。由于铺放过程中需要对已铺放的纤维织物进行一次或多次的热定型，采用所述的三轴运动台结构的纤维织物加热定型装置，在每次加热定型前只需将加热定型装置通过万向轮移动至模具位置进行固定，定型过程结束后再将加热定型装置解除固定移动走即可，减少了工序间的转换环节，缩短了预制体铺放的时间。由于模具位置始终保持不变，不用更改初始设定好的激光投影基准，同时避免了未经热定型的纤维织物在模具移动过程中可能产生的尺寸偏差。采用逐区域扫描加热方式对纤维预制体进行热定型和采用烘箱加热定型方式相比能耗大幅减少，成本低，加热效率高。
附图说明
图1是本实用新型的一种可移动三轴运动台结构的纤维织物加热定型装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作详细说明。
请参阅图1，本实施例的三轴运动台结构的纤维织物加热定型装置，包括铺叠模具1、真空吸嘴2、真空袋3、纤维预制体4、万向轮及刹车装置5，移动支架6、三轴运动台X轴运动机构7、三轴运动台Y轴运动机构8、三轴运动台Z轴运动机构9、红外测温传感器10、加热装置11。
本实施例中所述的加热装置采用电吹风加热装置。
本实施例中，将铺叠模具1中已铺放的纤维预制体织物4表面覆盖上一层真空袋3，在模具边缘用密封胶条一面粘贴模具边缘，一面粘贴真空袋膜将真空袋封严。在真空袋膜一侧安装真空吸嘴2，安装完毕后对真空袋抽真空，通过真空袋膜将纤维预制体压实。
推动移动支架6，将纤维预制体铺叠模具1通过开口端进入移动支架6的内部工作空间，对移动支架6底部的万向轮5通过刹车装置进行固定。
将加热装置11通过三轴运动台X轴运动机构7与三轴运动台Y轴运动机构8移动至铺叠模具1上方的初始工作位置，在控制系统中将加热装置11的工作端头与纤维预制体4的表面之间的距离设定成定值，同时设置好工艺中规定的加热温度。调整红外测温传感器10的测温点对准加热装置11下方有效加热区的中间位置。
在控制系统中运行程序，使三轴运动台Z轴运动机构9以及三轴运动台Z轴运动机构9上安装的加热装置11在三轴运动台X轴运动机构7上做往复运动。每经过一个往返周期，三轴运动台Z轴运动机构9以及三轴运动台Z轴运动机构9上安装的加热装置11在三轴运动台Y轴运动机构8上移动△y的距离，直至完成整个纤维预制体4表面的全覆盖热扫描过程。整个过程中通过红外测温传感器10监控加热装置11下方加热区的表面温度，通过控温模块调节可控硅模块进而控制加热源的加热功率，使纤维预制体的加热表面温度全程保持在工艺要求的范围内。
Claims (5)
1.一种三轴运动台结构的纤维织物加热定型装置，三轴运动台包括相互垂直的X轴运动机构、Y轴运动机构，Z轴运动机构，其特征在于：三轴运动台的下方安装有移动支架，移动支架的四个脚上各安装有一个带刹车的万向轮，三轴运动台Z轴运动机构的底部工作端安装有加热装置和红外测温传感器，加热装置包括加热源、可控硅模块以及控温模块，红外测温传感器安装在加热源的一侧。
2.根据权利要求1所述的一种三轴运动台结构的纤维织物加热定型装置，其特征在于，所述的X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构均各由一个伺服电机或步进电机驱动。
3.根据权利要求1所述的一种三轴运动台结构的纤维织物加热定型装置，其特征在于，所述加热源是红外灯加热装置或电吹风加热装置。
4.根据权利要求1所述的一种三轴运动台结构的纤维织物加热定型装置，其特征在于，所述加热源采用单个红外灯或多个红外灯并联，或单个电加热吹风及多个电加热吹风并联。
5.根据权利要求1所述的一种三轴运动台结构的纤维织物加热定型装置，其特征在于，所述可移动支架的一侧为开口端。
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Cited By (1)
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| CN115008785A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-09-06 | 中航复合材料有限责任公司 | 一种适用于z形复合材料机身隔框毛坯的压实装置 |
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2018
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| CN115008785A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-09-06 | 中航复合材料有限责任公司 | 一种适用于z形复合材料机身隔框毛坯的压实装置 |
| CN115008785B (zh) * | 2022-06-27 | 2023-08-22 | 中航复合材料有限责任公司 | 一种适用于z形复合材料机身隔框毛坯的压实装置 |
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