TWI846078B - 複合材料自電阻加熱貼合方法 - Google Patents
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Abstract
本發明為一種複合材料自電阻加熱貼合方法，其包括單層含浸料移動路徑安裝步驟、確認參數及鋪放材料步驟、通電加熱及啟動作動機構步驟及完成貼合後取下材料步驟。本發明藉由將單層含浸料通過且接觸兩導電材，使兩導電材與單層含浸料形成電導通狀態，以兩導電材對單層含浸料通電，即能以單層含浸料之電阻所產生的熱能自單層含浸料的內部加熱，使受熱後單層含浸料能夠快速地與前一層或其他材料相貼合；能縮短、減少複合材料之現有加熱貼合方式的加熱時間和耗能，提供一種能提升複合材料貼合效率的複合材料自電阻加熱貼合方法。
Description
本發明係涉及複合材料的貼合，尤指一種能縮短複合材料之加熱時間而較為節能的複合材料自電阻加熱貼合方法。
在進行複合材料的貼合時，會對複合材料進行加熱，再將複合材料相互貼合。現有的加熱方式，大多對複合材料的外部進行加熱，例如常見的熱風加熱、紅外線加熱，或者是雷射加熱。
然而，由於上述的加熱方式都是先對複合材料的外部加熱，讓熱能傳遞至複合材料的內部後，再進行貼合。這樣子的加熱方式，不僅熱能由複合材料的外部傳遞至內部需要時間，同時也耗費了生成熱能的能量。
經過實測，同樣將長320mm、寬160mm，以及厚度1.28mm的複合材料加熱至200℃；紅外線燈箱需要約26秒，且耗費63W的電能；烘箱則更需要花費約60秒，以及77W的電能。而以電焊機對該複合材料通電、利用其電阻產生熱能，僅需要約8秒就能將該複合材料加熱至200℃，且只耗費了14W的電能。由此可知，複合材料的現有加熱貼合方式，仍然有需要改進的空間。
為了縮短、減少複合材料之現有加熱貼合方式的加熱時間和耗能。本發明提供一種複合材料自電阻加熱貼合方法，能達到提升複合材料貼合效率的目的。
本發明解決技術問題所提出之複合材料自電阻加熱貼合方法，其包括：
一單層含浸料移動路徑安裝步驟：將一單層含浸料通過相間隔的兩導電材且與兩該導電材接觸；兩該導電材與一供電設備電性連接，使兩該導電材能藉由相接觸的該單層含浸料形成電導通狀態；一確認參數及鋪放材料步驟：設定該供電設備所欲輸出至兩該導電材的電壓值和電流值，以及將一材料鋪設於該承載件而成為底層；一通電加熱及啟動作動機構步驟：該供電設備對兩該導電材供電，使電流經過該單層含浸料，並以該單層含浸料之電阻所產生的熱能自該單層含浸料的內部加熱該單層含浸料；以及一完成貼合後取下材料步驟：待該單層含浸料的表面溫度達到預定的貼合溫度時，將該單層含浸料與該材料相貼合；並且在該單層含浸料與該材料貼合後，將相貼合的該單層含浸料與該材料取下。
本發明的技術手段可獲得的功效增進在於：本發明的複合材料自電阻加熱貼合方法，其以兩導電材對單層含浸料通電，藉由單層含浸料的電阻因通電所產生的熱能自單層含浸料的內部進行加熱，能縮短、減少複合材料之現有加熱貼合方式的加熱時間和耗能，提升複合材料加熱貼合的效率。
10:承載件
10C:轉動軸心
20:放料裝置
30:導電輪
30C:轉動軸心
40:惰輪
B:材料
P:單層含浸料
S1:單層含浸料移動路徑安裝步驟
S2:確認參數及鋪放材料步驟
S3:通電加熱及啟動作動機構步驟
S4:完成貼合後取下材料步驟
圖1係本發明的第一配置示意圖。
圖2係本發明的第一配置示意圖。
圖3係本發明較佳實施例的第二配置示意圖。
圖4係本發明較佳實施例的第二配置示意圖。
圖5係本發明較佳實施例的第三配置示意圖。
圖6係本發明較佳實施例的第三配置示意圖。
圖7係本發明較佳實施例的第四配置示意圖。
圖8係本發明較佳實施例的第五配置示意圖。
圖9係本發明較佳實施例的流程圖。
為能詳細瞭解本發明的技術特徵及實用功效，並可依照發明內容來實現，玆進一步以如圖式所示的較佳實施例，詳細說明如後：如圖9所示，本發明之較佳實施例的複合材料自電阻加熱貼合方法，其包括有單層含浸料移動路徑安裝步驟S1、確認參數及鋪放材料步驟S2、通電加熱及啟動作動機構步驟S3及完成貼合後取下材料步驟S4。
使用本發明之複合材料自電阻加熱貼合方法的第一配置，如圖1及圖2所示；在所述第一配置中包括有一承載件10、一放料裝置20、兩導電材30及一供電設備(圖未示)。其中，該承載件10呈板狀；該放料裝置20位於該承載件10的上方；兩該導電材30為兩輥輪且位於該承載件10的上方，兩該導電材30間隔地設置，且兩該導電材30的軸心30C相平行，其中一該導電材30鄰近該承載件10，另一該導電材30靠近該放料裝置20。該供電設備與兩該導電材30電性連接。
單層含浸料移動路徑安裝步驟S1：該放料裝置20釋出一單層含浸料P，該單層含浸料P係為以熱塑性樹脂為基材的複合材料片體；將該單層含浸料P通過且接觸兩該導電材30，使兩該導電材30藉由該單層含浸料P而形成電導通狀態。在本發明中，該單層含浸料P為捲狀可連續出料的方式，該單層含浸料P的寬度為20mm，該單層含浸料P的厚度為0.1mm。
在本發明中，各該導電材30的輪面寬度為20mm，且兩該導電材30的間距為30mm；在本發明的較佳實施例中，兩該導電材30的間距係為該單層含浸料P接觸兩該導電材30之處的距離。
確認參數及鋪放材料步驟S2：設定該供電設備所欲輸出至兩該導電材30的電壓值和電流值，以及將一材料B鋪設於該承載件10而成為底層。具體而言，本步驟中係將該供電設備所輸出的電壓設定為30V，將該供電設備所輸出的電流設定為2A，設定該單層含浸料P加熱1秒後，驅動兩該導電材30，使該單層含浸料P以2.5mm/s的速度行進。
通電加熱及啟動作動機構步驟S3：該供電設備對兩該導電材30供電，使電流經過該單層含浸料P，並以該單層含浸料P之電阻所產生的熱能對該單層含浸料P的內部加熱；一驅動設備在該單層含浸料P加熱1秒後，驅動兩該導電材30，使該單層含浸料P以2.5mm/s的速度行進，並且使該單層含浸料P的表面溫度達到依據各種材料的貼合的溫度範圍，本發明實測溫度的範圍為170至230℃，較佳地本發明實測溫度為180℃；待該單層含浸料P的表面溫度加熱至預定的貼合溫度，再中斷供電、裁切。
完成貼合後取下材料步驟S4：待該單層含浸料P的表面溫度達到預定的貼合溫度，也就是待該單層含浸料P表面溫度達到前述的實測溫度的範圍，或是根據本發明測試材料貼合溫度180℃時，將該單層含浸料P與該材料B相貼合。
在本發明的較佳實施例中，係將以熱塑性樹脂為基材的該單層含浸料P藉由加熱後的黏性與該材料B相貼合，而作為底層的該材料B不限定為以熱塑性樹脂為基材的複合材料片體。應用上，該放料裝置20係能裝設於一機械手臂，由該機械手臂移動該放料裝置20將該單層含浸料P疊置於該材料B，將該單層含浸料P與該材料B貼合。應用上，亦能直接以該機械手臂移動該放料裝置20將該單層含浸料P置放於該承載件10作為該材料B而成為底層，也能以該機械手臂重複地重疊一層一層的該單層含浸料P，將多層該單層含浸料P相貼合。
使用本發明之複合材料自電阻加熱貼合方法的第二配置，如圖3及圖4所示；在所述第二配置中同樣包括有一該承載件10、位於該承載件10上方的一該放料裝置20和兩該導電材30，以及與兩該導電材30電性連接的該供電設備。所述的第二配置和第一配置類似，兩者的差異僅在於：在所述的第二配置中，該承載件10為一輥輪且包括有一轉動軸心10C，該承載件10的旋轉軸心10C與兩該導電材30的轉動軸心30C相平行。
使用本發明之複合材料自電阻加熱貼合方法的第三配置，如圖5及圖6所示；在所述第三配置中同樣包括有呈板狀的一該承載件10、位於該承載件10上方的一該放料裝置20和兩該導電材30，以及與兩該導電材30電性連接的該供電設備。所述的第三配置和第一配置類似，兩者的差異僅在於：在所述的第三配置中，進一步於兩該導電材30間設置一惰輪40來增加該單層含浸料P的張力。
使用本發明之複合材料自電阻加熱貼合方法的第四配置，如圖7所示；在所述第四配置中同樣包括有呈板狀的一該承載件10、位於該承載件10上方的一該放料裝置20和兩該導電材30，以及與兩該導電材30電性連接的該供電設備。所述的第四配置和第一配置類似，兩者的差異僅在於：在所述的第四配置中，兩該導電材30都接近該承載件10且位於同一設置高度，兩該導電材30能朝向同一方向滾動將該單層含浸料P加熱，並進而滾壓貼合該單層含浸料P與該材料B。
使用本發明之複合材料自電阻加熱貼合方法的第五配置，如圖8所示；在所述第五配置中同樣包括有呈板狀的一該承載件10、位於該承載件10上方的一該放料裝置20和兩該導電材30，以及與兩該導電材30電性連接的該供電設備。在所述第五配置中進一步增設另外的兩該導電材30，增設的兩該導電材30貼近該承載件10且沿著該材料B的延伸方向間隔設置。當該材料B為以熱塑
性樹脂為基材的複合材料片體時，增設的兩該導電材30係用於對該材料B加熱，並進而滾壓貼合該單層含浸料P與該材料B。
本發明的複合材料自電阻加熱貼合方法，其以兩該導電材30對該單層含浸料P通電，藉由該單層含浸料P的電阻因通電所產生的熱能自該單層含浸料P的內部進行加熱，能縮短、減少複合材料之現有加熱貼合方式的加熱時間和耗能，提升複合材料加熱貼合的效率。兩該導電材30能與該驅動裝置(圖未示)連結且受該驅動裝置所驅動；兩該導電材30亦能受加溫後之該單層含浸料P的黏滯力所帶動。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明作任何形式上的限制，任何所屬技術領域中具有通常知識者，若在不脫離本發明所提技術方案的範圍內，利用本發明所揭示技術內容所作出局部更動或修飾的等效實施例，並且未脫離本發明的技術方案內容，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
S1:單層含浸料移動路徑安裝步驟
S2:確認參數及鋪放材料步驟
S3:通電加熱及啟動作動機構步驟
S4:完成貼合後取下材料步驟
Claims (8)
- 一種複合材料自電阻加熱貼合方法，其包括：一單層含浸料移動路徑安裝步驟：將一單層含浸料通過相間隔的兩導電材且與兩該導電材接觸；兩該導電材與一供電設備電性連接，使兩該導電材能藉由相接觸的該單層含浸料形成電導通狀態；一確認參數及鋪放材料步驟：設定該供電設備所欲輸出至兩該導電材的電壓值和電流值，以及將一材料鋪設於一承載件而成為底層；一通電加熱及啟動作動機構步驟：該供電設備對兩該導電材供電，使電流經過該單層含浸料，並以該單層含浸料之電阻所產生的熱能自該單層含浸料的內部加熱該單層含浸料；以及一完成貼合後取下材料步驟：待該單層含浸料的表面溫度達到預定的貼合溫度時，將該單層含浸料與該材料相貼合；並且在該單層含浸料與該材料貼合後，將相貼合的該單層含浸料與該材料取下；其中所述的單層含浸料係為以熱塑性樹脂為基材的複合材料片體。
- 如請求項1所述之複合材料自電阻加熱貼合方法，於所述確認參數及鋪放材料步驟中，設定該供電設備所輸出的電壓為30V，設定該供電設備所輸出的電流為2A。
- 如請求項2所述之複合材料自電阻加熱貼合方法，於所述確認參數及鋪放材料步驟中，設定該單層含浸料通過兩該導電材的移動速度，使該單層含浸料以2.5mm/s的速度行進。
- 如請求項3所述之複合材料自電阻加熱貼合方法，於所述確認參數及鋪放材料步驟中，能設定該單層含浸料開始移動的時間。
- 如請求項4所述之複合材料自電阻加熱貼合方法，於所述確認參數及鋪放材料步驟中，設定該單層含浸料加熱1秒後開始移動。
- 如請求項1所述之複合材料自電阻加熱貼合方法，於所述確認參數及鋪放材料步驟中，設定該單層含浸料通過兩該導電材的移動速度，使該單層含浸料以2.5mm/s的速度行進。
- 如請求項1所述之複合材料自電阻加熱貼合方法，於所述確認參數及鋪放材料步驟中，能設定該單層含浸料開始移動的時間。
- 如請求項7所述之複合材料自電阻加熱貼合方法，於所述確認參數及鋪放材料步驟中，設定該單層含浸料加熱1秒後開始移動。
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