[发明专利]一种应用于曲面的复合材料自动铺放装置有效

专利信息
申请号: 202010830271.5 申请日: 2020-08-18
公开(公告)号: CN112078148B 公开(公告)日: 2022-03-04
发明(设计)人: 肖晓晖;段宝阁;王镇;何思宇;杨尚尚;陆伟 申请(专利权)人: 武汉大学
主分类号: B29C70/34 分类号: B29C70/34;B29C70/38;B29C70/54
代理公司: 武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 42222 代理人: 黄靖
地址: 430072 湖*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 一种 应用于 曲面 复合材料 自动 装置
【说明书】:

发明公开了一种应用于曲面的复合材料自动铺放装置,包括输送干纤维丝和树脂膜的送料装置、用于加热树脂膜并使其与干纤维丝共同构成半预浸料的热压辊装置、用于测量半预浸料张力与传输速度的张力和速度测量装置、用于喷撒苯氧基粉末的喷撒装置、用于夹持半预浸料并使其产生剪切扭转组合变形的夹紧装置、用于切割半预浸料的切割装置、用于回收背衬纸的收卷装置以及用于压实半预浸料的压实装置。本发明利用夹持装置的扭转自由度和压实装置沿带宽方向的移动自由度能够使半预浸料的产生剪切扭转变形,从而可以提高其在曲面上的转向铺放能力,避免其面内弯曲变形带来的缺陷。

技术领域

本发明涉及复合材料铺放技术领域,具体而言,涉及一种应用于曲面的复合材料自动铺放装置。

背景技术

复合材料具有比强度高、比模量大、抗疲劳、耐腐蚀等优点,同时适用于大尺寸和复杂构件的制造,减少了零件数目,也减少了连接件的使用,从而降低了成品质量,提高了能量利用率,被广泛应用于航空航天、汽车船舶等领域。复合材料自动铺放技术能够提高生产效率、保证产品性能,被广泛应用于复合材料零件的制造过程。

复合材料自动铺放技术可分为自动铺带技术和自动铺丝技术。其中,前者所铺放的复合材料为宽度较大的复合材料带(25mm~300mm),后者铺放的复合材料丝宽度较小,多为3mm~25mm之间。自动铺带设备效率较高,但由于复合材料带的变形能力较弱,因此主要用于铺放小曲率或单曲率零件。自动铺丝设备中的每根丝可以独立控制输送、截断,进行转向铺放时,内外侧丝束可以不同速率输送,且复合材料丝的变形能力更强,因此更侧重于曲面零件的铺放。

在进行复合材料转向铺放时,传统的基于复合材料面内弯曲变形的转向方式会造成复合材料内外侧分别受压和受拉,当转弯半径过小时(75mm带宽/1000mm以下转弯半径或6.35mm丝束宽度/600mm以下转弯半径)容易造成褶皱和拉扯等缺陷。当进行曲面铺放时无法使复合材料的形变与曲面形状相适应,因此不能完成曲面上的铺放工作。

发明内容

针对上述现状中问题,本发明的目的在于提供一种应用于曲面的复合材料自动铺放装置,以解决复合材料在曲面上进行转向铺放时由于面内弯曲变形而容易产生褶皱拉扯等缺陷的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案,一种应用于曲面的复合材料自动铺放装置,包括依次设置的:

送料装置,其包括纤维丝束送料装置和树脂膜送料装置,所述纤维丝束送料装置和树脂膜送料装置分别用于输送干纤维丝和树脂膜;

热压辊装置,其用于加热树脂膜并使其与干纤维丝共同构成半预浸料;

张力和速度测量装置;其用于测量半预浸料张力与传输速度;

喷撒装置,其用于喷撒苯氧基粉末等能降低半预浸料粘性的物质;

夹紧装置,其包括主动施压夹紧装置和主动摆动夹紧装置,所述主动施压夹紧装置和主动摆动夹紧装置相互配合用于夹持半预浸料并使其产生剪切扭转组合变形;

压实装置,其用于将半预浸料压实在前一铺层或模具上;

切割装置,其用于切割半预浸料;

收卷装置,其用于回收背衬纸。

进一步,所述主动摆动夹紧装置安装在主动施压夹紧装置的正下方,且两者转轴平行使其能够在同一平面内摆动,从而完成对半预浸料的扭转;

其中主动施压夹紧装置包括夹紧气缸、铰链、施压夹紧辊安装架和施压夹紧辊;所述夹紧气缸的活塞杆底部连接铰链,施压夹紧辊安装架与所述夹紧气缸的活塞杆通过铰链进行铰接,所述施压夹紧辊安装架中设有与所述铰链垂直方向设置的转轴,施压夹紧辊安装在施压夹紧辊安装架上的转轴上,所述施压夹紧辊可以被动地绕铰链转动;

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