改进型碳纤维预浸料模压成型装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了改进型碳纤维预浸料模压成型装置，包括放卷单元、预成型单元、热压成型单元以及牵引切割单元；所述预成型单元设于所述放卷单元下方，并延伸衔接至热压成型单元，所述牵引切割单元设于热压成型单元后端。采用拉挤工艺及模压工艺结合的制造装备，在具备拉挤高效率生产优势的前提下，又通过模压工艺，有效的提高了制品强度，降低制品孔隙率，同时也降低了制品表面凹陷等缺陷的发生几率；预成型单元与放卷单元相结合，在缩短了设备长度，降低设备制造成本。且本实用新型专利技术所有工艺操作在同一生产线中的不同工序完成。控制能实现手动和PLC自动控制，如控制油缸/气缸动作、压力、温度、热压时间、牵引速度等。牵引速度等。牵引速度等。

【技术实现步骤摘要】
改进型碳纤维预浸料模压成型装置


[0001]本技术涉及热固性碳纤维预浸料生产装置领域，尤其是一种改进型碳纤维预浸料模压成型装置。

技术介绍

[0002]预浸料拉挤成型是一种复合材料生产成本较低的自动化制造技术，以预浸料为原材料，经过原料铺层设计、预成型、热压拉挤以及后固化制造一定形状的型材；具有生产效率高、制品长度不受限制、制品孔隙率低、物理性能高等优势。
[0003]现有技术中的预浸料拉挤成型的拉挤工艺和模压工艺是分开进行的，无法保证生产效率和制品强度的双保证，尤其是铺层的过程中容易产生褶皱，制品质量不够稳定。此外，现有技术中的热压成型单元处理效果一般，产品容易发生变形情况。

技术实现思路

[0004]技术目的：为了解决现有技术所存在的问题，本技术提供了一种改进型碳纤维预浸料模压成型装置，采用拉挤工艺与模压工艺的结合，并在热压成型单元后增加了后固化单元和冷却单元，有效提高预浸料拉挤模压成型的质量。
[0005]技术方案：为达到上述目的，本技术可采用如下技术方案：一种改进型碳纤维预浸料模压成型装置，包括放卷单元、预成型单元、热压成型单元以及牵引切割单元；所述预成型单元设于所述放卷单元下方，并延伸衔接至热压成型单元，所述牵引切割单元设于热压成型单元后端。
[0006]更进一步的，所述放卷单元包括N+1个机组单元，N大于等于1，N为铺层数量。所述放卷单元包括固定底座、固定支架、装料滚筒、收料滚筒、导料滚筒、纠偏组件、收料电机以及张力控制机构；
[0007]所述固定支架设于固定底座上，包括底板、侧板一、侧板二和顶板形成的一个支架空间，所述收料电机设于固定支架内的支架空间，用于控制收料滚筒的运转并调节离型纸收料速度；
[0008]所述装料料筒成圆筒状，其中心轴通过法兰盘与固定支架的侧板一活动连接且相互自由转动，用于放置预浸料料卷；
[0009]所述收料滚筒成圆柱状，与固定支架的侧板一使用法兰盘固定连接并和放料滚筒配合使用，用于撕除预浸料表面离型纸并收卷成型；所述收料滚筒为两个，一个设于装料料筒上方，另一个设于装料滚筒下方一侧；
[0010]所述导料滚筒设于装料滚筒下方；通过法兰盘与固定支架的侧板一固定连接；
[0011]所述纠偏组件，设于固定支架侧板二外侧最下方，用于调节放料筒Y轴方向位置，包括纠偏伺服电机以及纠偏传感器，所述纠偏伺服电机设于固定支架侧板二外侧，通过法兰盘与固定支架连接；所述纠偏传感器设于导料滚筒自由端端部；
[0012]当预浸料通过导料滚筒时，如纠偏传感器感应到预浸料位置跑偏，纠偏伺服电机
会自动工作，纠正预浸料Y轴方向位置；
[0013]所述张力控制机构设于固定支架侧方与固定支架螺栓锚固，用于放卷单元运行时的张力控制。
[0014]更进一步的，所述预成型单元包括预成型固定底板、预成型钣金、钣金支架，导向成型模以及导向成型模支架；
[0015]所述钣金支架为多组，依次间隔平行立于预成型固定底板上，所述预成型固定底板上还设有支撑导向成型模的导向成型模支架；所述导向成型模为C型结构，固定连接至导向成型膜支架；所述导向成型模与钣金支架之间为铺层结构；铺层结构通过导向成型模的成型沿着水平方向从平板形式逐渐变成C型的预成型钣金；相邻设置的多组钣金支架下方依次形成层叠状的C型端部结构的预成型钣金；多个铺层结构的设计为对称铺层设计，90
°
铺层夹设在两层0
°
铺层之间。
[0016]更进一步的，所述预成型钣金使用金属平板钣金成型，将铺层结构预折成型与钣金支架焊接固定；每组钣金支架垂直于预成型固定底板上两个倒立的U型支架；两个U型支架的上横梁之间连接有一根水平设置的水平梁；两个上横梁分别往下延伸设有一个对预成型钣金进行限位的限位梁；所述限位梁下端抵触至预成型钣金上表面；相邻设置的多组钣金支架下方依次形成层叠状的C型结构的预成型钣金，根据铺层设计按照从下往上的顺序进行每层原材料的铺层设置；所述导向成型模支架为多个，均匀分散支撑设于导向成型模下方，且通过连接法兰固定连接至预成型固定底板上。
[0017]更进一步的，所述热压成型单元包括成型支座、成型模具、液压压机以及控制系统；所述成型模具用于预成型后产品的最终成型与定型，设于成型支座上；所述液压压机用于为产品定型所提供压力固化，所述控制系统设于成型支座最上端且设于液压压机上方；根据设备各个阶段的速度匹配及温度设置情况，设定合理的压制温度和时间，保证产品固化能够达到85％以上直至完全固化。
[0018]更进一步的，所述成型模具包括上模和下模，开模与合模分别由下压和提升两个动作来完成；所述液压压机包括油缸驱动关节肘、上导向板、下导向板、导向柱以及油压缸；
[0019]更进一步的，所述下模由油缸驱动关节肘伸直来保证下模的上下位置刚性，上模和下模分别固定在上导向板和下导向板上，由六根导柱来保证上下模的左右位置刚性，下模成型后上模通过两个油压缸同时下压，通过调整压力保持上模下压过程中压力平衡；模具温度分别设有前中后三段加热区，加热温度与功率根据工艺要求显示、设置与调整。
[0020]更进一步的，所述后固化单元，用于将热压成型后的制品进行二次固化，包含烘箱上盖、烘箱箱体、加热管、加热管支架以及导向模芯；所述烘箱上盖及烘箱箱体使用铰链链接，烘箱箱体内部设有加热管，通过加热管加温发热固化产品；所述加热管支架固定连接在烘箱上盖上，用于支撑加热管，所述导向模芯固定设于烘箱箱体上，用于产品在烘箱箱体内经过时的导向定位。
[0021]更进一步的，所述冷却单元包含风冷组件、风冷机箱以及定型下模；所述风冷机箱包含机箱上盖和机箱箱体，二者使用铰链连接；所述风冷组件固定在机箱上盖上，所述风冷组件使用模块化组件，数量可调节；所述定型下模固定连接在机箱箱体上，在产品风冷降温过程中定型下模为内芯。尽量减少产品因降温而发生的形变变形。
[0022]更进一步的，所述牵引切割单元包含固定连接在机架上的控制面板、牵引装置以
及切割组件；所述控制面板用于设置切割及牵引具体参数及动作，使用PLC程序控制；所述牵引装置为整个生产线的料卷放料、折边预成型提供牵引动力，动力由伺服电机结合齿轮条的传动来实现，包括气缸电机组件以及固定在牵引底板上的两条直线导轨和齿条。
[0023]更进一步的，所述气缸电机组件具体包括牵引下压气缸、气缸支架、牵引导柱、夹持导向板、气缸端头、夹持下模、牵引固定底板、电机端部齿轮以及伺服电机；
[0024]所述牵引下压气缸固定连接在气缸支架上，气缸端头与夹持导向板固定连接，夹持固定在夹持导向板上，由四根导柱来保证其上下运动方向，夹持下模固定在气缸端头正下方为产品前进导向；以上所述牵引下压气缸、所述气缸支架、所述气缸端头、所述夹持导向板、所述夹持下模通过四个导柱固定在牵引固定底板上，伺服电机固定在牵引固定底板上，所述气缸电机组件通过下方的电机端部齿轮和齿条传动；牵引前进动力由伺服电机提供；当本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改进型碳纤维预浸料模压成型装置，其特征在于包括放卷单元、预成型单元、热压成型单元、后固化单元、冷却单元以及牵引切割单元；所述预成型单元设于所述放卷单元下方，并延伸衔接至热压成型单元，所述热压成型单元后端设有进行二次固化的后固化单元，后固化单元后端设有冷却单元，所述牵引切割单元设于冷却单元后端。2.根据权利要求1所述的改进型碳纤维预浸料模压成型装置，其特征在于：所述放卷单元包括N+1个机组单元，N大于等于1，N为铺层数量；所述放卷单元包括固定底座、固定支架、装料滚筒、收料滚筒、导料滚筒、纠偏组件、收料电机以及张力控制机构；所述固定支架设于固定底座上，包括底板、侧板一、侧板二和顶板形成的一个支架空间，所述收料电机设于固定支架内的支架空间，用于控制收料滚筒的运转并调节离型纸收料速度；所述装料料筒成圆筒状，其中心轴通过法兰盘与固定支架的侧板一活动连接且相互自由转动，用于放置预浸料料卷；所述收料滚筒成圆柱状，与固定支架的侧板一使用法兰盘固定连接并和放料滚筒配合使用，用于撕除预浸料表面离型纸并收卷成型；所述收料滚筒为两个，一个设于装料料筒上方，另一个设于装料滚筒下方一侧；所述导料滚筒设于装料滚筒下方；通过法兰盘与固定支架的侧板一固定连接；所述纠偏组件，设于固定支架侧板二外侧最下方，用于调节放料筒Y轴方向位置，包括纠偏伺服电机以及纠偏传感器，所述纠偏伺服电机设于固定支架侧板二外侧，通过法兰盘与固定支架连接；所述纠偏传感器设于导料滚筒自由端端部；当预浸料通过导料滚筒时，如纠偏传感器感应到预浸料位置跑偏，纠偏伺服电机会自动工作，纠正预浸料Y轴方向位置；所述张力控制机构设于固定支架侧方与固定支架螺栓锚固，用于放卷单元运行时的张力控制。3.根据权利要求1所述的改进型碳纤维预浸料模压成型装置，其特征在于：所述预成型单元包括预成型固定底板、预成型钣金、钣金支架，导向成型模以及导向成型模支架；所述钣金支架为多组，依次间隔平行立于预成型固定底板上，所述预成型固定底板上还设有支撑导向成型模的导向成型模支架；所述导向成型模为C型结构，固定连接至导向成型膜支架；所述导向成型模与钣金支架之间为铺层结构；铺层结构通过导向成型模的成型沿着水平方向从平板形式逐渐变成C型的预成型钣金；相邻设置的多组钣金支架下方依次形成层叠状的C型端部结构的预成型钣金；多个铺层结构的设计为对称铺层设计，90
°
铺层夹设在两层0
°
铺层之间。4.根据权利要求3所述的改进型碳纤维预浸料模压成型装置，其特征在于：所述预成型钣金使用金属平板钣金成型，将铺层结构预折成型与钣金支架焊接固定；每组钣金支架垂直于预成型固定底板上两个倒立的U型支架；两个U型支架的上横梁之间连接有一根水平设置的水平梁；两个上横梁分别往下延伸设有一个对预成型钣金进行限位的限位梁；所述限位梁下端抵触至预成型钣金上表面；相邻设置的多组钣金支架下方依次形成层叠状的C型结构的预成型钣金，根据铺层设计按照从下往上的顺序进行每层原材料的铺层设置；所述导向成型模支架为多个，均匀分散支撑设于导向成型模下方，且通过连接法兰固定连接至预成型固定底板上。
5.根据权利要求1所述的改进型碳纤维预浸料模压成型装置，其特征在于：所述后固化单元，用于将热压成型后的制品进行二次固化，包含烘箱上盖、烘箱箱体、加热管、加热管支架以及导向模芯；所述烘箱上盖及...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁平才，丁雷，张哲宁，
申请(专利权)人：江苏兆鋆新材料股份有限公司，
类型：新型
国别省市：