【技术实现步骤摘要】
本申请涉及复合材料成型，特别涉及一种复合材料的自动铺放成型方法及自动铺放成型设备。
技术介绍
1、近年来，连续纤维增强复合材料的自动铺放成型技术引起广泛关注，尤其是在民用航空领域，采用自动铺放成型技术制造大型结构部件已成为趋势。而结构部件质量的好坏在很大程度上取决于原材料、工艺、设备等方面，其中原材料作为起始端，对部件质量起着至关重要的作用。
2、目前，自动铺放成型所采用的原材料为连续纤维增强热塑性或热固性树脂的预浸带或预浸丝，然而，在现有技术中，连续增强纤维例如玻璃纤维、碳纤维等与基体树脂之间的界面粘接力、亲和性均很低，因此在纤维与树脂的界面的区域中空隙缺陷多，从而导致复合材料的力学性能较差。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提出一种复合材料的自动铺放成型方法及自动铺放成型设备，旨在解决传统方式成型的复合材料存在的力学性能较差的问题。
2、第一方面，本申请实施例提供一种复合材料的铺放成型方法，所述方法包括：
3、将纤维纱线与树脂膜进行复合，得到预浸料；
4、将预浸料输入到压合机构中，并通过加热机构对所述预浸料进行加热，设置模具温度为20～150℃、铺放温度为130～420℃、压辊压强为1～20mpa、铺放速度为10～500mm/s，以对所述预浸料进行复合材料铺放成型。
5、优选的，所述将纤维纱线与树脂膜进行复合，得到预浸料的步骤包括：
6、将连续纤维材料的纱线卷固定在纱架机构上，并使纱线卷的纱线在同一水平面
7、输送上树脂膜和下树脂膜，并使上树脂膜和下树脂膜在含浸机构处分别与所述纤维薄层的上表面和下表面进行复合，得到预浸料。
8、优选的，在所述将连续纤维材料的纱线卷固定在纱架机构上的步骤中：
9、所述连续纤维材料至少为碳纤维、玻璃纤维、芳纶、聚酰亚胺纤维、硼纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚酰胺纤维、麻纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维中的一种；
10、所述纤维薄层的厚度为0.01～0.5mm。
11、优选的，在所述输送上树脂膜和下树脂膜，并使上树脂膜和下树脂膜在含浸机构处分别与所述纤维薄层的上表面和下表面进行复合，得到预浸料的步骤中：
12、所述上树脂膜和所述下树脂膜均为热塑树脂膜或热固树脂膜的一种，所述热塑树脂膜为聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、热塑性聚氨酯、热塑性聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚芳醚酮中的一种，所述热塑树脂膜的克重为9～70g/m2；
13、优选的，在所述输送上树脂膜和下树脂膜，并使上树脂膜和下树脂膜在含浸机构处分别与所述纤维薄层的上表面和下表面进行复合，得到预浸料的步骤中：
14、所述热固树脂膜为环氧树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂、苯并噁嗪树脂、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂中的一种，所述热固树脂膜的克重为10～65g/m2。
15、优选的，在所述输送上树脂膜和下树脂膜，并使上树脂膜和下树脂膜在含浸机构处分别与所述纤维薄层的上表面和下表面进行复合，得到预浸料的步骤中：
16、所述浸胶机构的温度为70～450℃，所述浸胶机构的压力为1～20mpa，所述浸胶机构的间隙为0.05～0.3mm；
17、所述预浸料中的树脂含量为20wt％～50wt％。
18、优选的，所述输送上树脂膜和下树脂膜，并使上树脂膜和下树脂膜在含浸机构分别与所述纤维薄层的上表面和下表面进行复合，得到预浸料的步骤还包括：
19、在预浸过程中，对树脂膜与纤维薄层的结合区域进行超声处理，超声频率为5～40khz。
20、优选的，在所述将所述预浸料输入到压合机构中，并通过加热机构对所述预浸料进行加热的步骤中：
21、所述加热机构为热气加热器、红外加热器、激光加热器中的任一种，所述加热机构的加热温度为70～450℃。
22、综上，本申请通过提出一种复合材料的铺放成型方法，以适配设计的自动铺放成型设备，进而能够实现高效低成本制备复合材料的同时，能够确保复合材料的力学性能优良。
23、第二方面，本申请实施例还提供一种自动铺放成型设备，用于实现上述的复合材料的铺放成型方法，其包括纱架机构、集丝机构、展纱机构、预浸机构以及压合机构；
24、所述纱架机构用于放置纱线卷，所述展纱机构包括支撑件以及设于所述支撑件上的展纱辊，所述预浸机构包括位于纱线上下两侧的放膜辊和浸胶辊，所述放膜辊用于放置树脂膜卷；
25、至少两个所述纱线卷中的纱线经所述纱架机构输送至集丝机构，并沿同一水平面输送至所述展纱机构，两个所述树脂膜卷经所述放膜辊分别输送至展开后的纱线两侧，并一同经两个所述浸胶辊预浸，所述压合机构用于将预浸料进行压合。
26、优选的，还包括加热机构、超声机构和预浸料切边机构，所述加热机构用于对压合中的预浸料进行加热，所述超声机构用于对预浸过程中的纱线和树脂膜进行超声处理，所述预浸料切边机构用于切除预浸料两侧多余的树脂。
27、综上，本申请提出的一种全新的自动铺放成型设备，能够实现树脂膜与连续纤维的快速预浸，并将得到的预浸料直接输入铺放设备的压合机构中，进而实现复合材料的成型制备，无需购买价格昂贵的预浸料产品，通过价格低廉的原材料树脂膜和连续纤维即可高效制备得到复合材料，极大地降低了复合材料的制备成本，并提高了复合材料的制备效率。
28、本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实施例了解到。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种复合材料的铺放成型方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的复合材料的铺放成型方法，其特征在于，所述将纱线与树脂膜进行复合，得到预浸料的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的复合材料的铺放成型方法，其特征在于，在所述将若干个连续纤维材料的纱线卷固定在纱架机构上的步骤中：
4.根据权利要求2所述的复合材料的铺放成型方法，其特征在于，在所述输送上树脂膜和下树脂膜，并使上树脂膜和下树脂膜在含浸机构处分别与所述纤维薄层的上表面和下表面进行复合，得到预浸料的步骤中：
5.根据权利要求2所述的复合材料的铺放成型方法，其特征在于，在所述输送上树脂膜和下树脂膜，并使上树脂膜和下树脂膜在含浸机构处分别与所述纤维薄层的上表面和下表面进行复合，得到预浸料的步骤中：
6.根据权利要求2所述的复合材料的铺放成型方法，其特征在于，所述输送上树脂膜和下树脂膜，并使上树脂膜和下树脂膜在含浸机构分别与所述纤维薄层的上表面和下表面进行复合，得到预浸料的步骤还包括：
7.根据权利要求1所述的复合材料的铺放成型方法，其特征在于
8.一种自动铺放成型设备，用于实现如权利要求1至7任一项所述的复合材料的铺放成型方法，其特征在于，其包括纱架机构、集丝机构、展纱机构、含浸机构以及压合机构；
9.根据权利要求8所述的自动铺放成型设备，其特征在于，还包括加热机构和超声机构，所述加热机构用于对压合中的预浸料进行加热，所述超声机构用于对预浸过程中的纱线和树脂膜进行超声处理。
10.根据权利要求8所述的自动铺放成型设备，其特征在于，还包括预浸料切边机构，所述预浸料切边机构用于切除预浸料两侧多余的树脂。
...【技术特征摘要】
1.一种复合材料的铺放成型方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的复合材料的铺放成型方法，其特征在于，所述将纱线与树脂膜进行复合，得到预浸料的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的复合材料的铺放成型方法，其特征在于，在所述将若干个连续纤维材料的纱线卷固定在纱架机构上的步骤中：
4.根据权利要求2所述的复合材料的铺放成型方法，其特征在于，在所述输送上树脂膜和下树脂膜，并使上树脂膜和下树脂膜在含浸机构处分别与所述纤维薄层的上表面和下表面进行复合，得到预浸料的步骤中：
5.根据权利要求2所述的复合材料的铺放成型方法，其特征在于，在所述输送上树脂膜和下树脂膜，并使上树脂膜和下树脂膜在含浸机构处分别与所述纤维薄层的上表面和下表面进行复合，得到预浸料的步骤中：
6.根据权利要求2所述的复合材料的铺放成型方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：李婷，孙昊，黄媛，祝心旭，
申请(专利权)人：上海晋飞碳纤科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。