本發(fā)明涉及復(fù)合材料成型技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種快速固化預(yù)浸料復(fù)材制件成型模壓系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

復(fù)合材料成型工藝通常要求預(yù)浸料復(fù)材件在規(guī)定的溫度和壓力下固化成型實(shí)現(xiàn)制件。通常采用熱壓機(jī)、熱壓罐等升溫并加壓配合模具成型，或者采用固化爐升溫由熱收縮帶、真空泵吸附并由樹(shù)脂液態(tài)注射等方式提供壓力配合模具成型。復(fù)合材料成型對(duì)成本、效率要求較高，現(xiàn)有技術(shù)中一般采用模壓?jiǎn)渭尚凸に嚒＞唧w的，通常將鋪覆好的預(yù)浸料復(fù)材件放入模具中，再用熱壓罐或熱壓機(jī)加熱、加壓，按規(guī)定工藝程序成型,加熱、加壓、冷卻等過(guò)程往往需要耗時(shí)數(shù)小時(shí)以上,導(dǎo)致復(fù)合材料制件生產(chǎn)效率低下，成本較高，很難滿足快速固化預(yù)浸料復(fù)材件成型的制件需求。

公開(kāi)號(hào)為CN106042503A的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種超輕質(zhì)夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的制備方法，首先制備熱熔預(yù)浸料；然后按照預(yù)定的鋪層方向、鋪層層數(shù)將制備的熱熔預(yù)浸料進(jìn)行鋪層，得到層合板預(yù)成型體；隨后在曲面金屬模具表面隨形鋪覆金屬擋條，金屬擋條與金屬模具采用機(jī)械連接固定，然后將層合板預(yù)成型體鋪覆至擋條的側(cè)面翻邊處；然后將密度為30～50kg/m3的開(kāi)口蜂窩用膠膜拼貼到層合板預(yù)成型體表面，再在蜂窩外層鋪層所述熱熔預(yù)浸料；最后采用硅橡膠密封條將預(yù)成型體密封，在130℃下固化2小時(shí)，制得超輕質(zhì)夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。本專利文獻(xiàn)的技術(shù)方案不能實(shí)現(xiàn)預(yù)浸料復(fù)材件快速固化成型，其生產(chǎn)效率低、成本較高。

公開(kāi)號(hào)為CN105711110A的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種復(fù)合材料成型件的模具及模壓成型方法，通過(guò)加大陰陽(yáng)模之間的間隙，大于產(chǎn)品理論厚度；陰模采用熱膨脹系數(shù)低的材料，例如因瓦鋼；陽(yáng)模采用熱膨脹系數(shù)大的材料，例如鋁合金；為確保固化溫度下模具處于正確的產(chǎn)品尺寸(陽(yáng)模形狀和陰模形狀)，需要將陰陽(yáng)模分別按各自的縮比系數(shù)縮小模具的常溫尺寸；陰模尺寸縮量小，陽(yáng)模尺寸縮量大，于是陰陽(yáng)模的常溫間隙加大了；當(dāng)固化升溫時(shí)，陽(yáng)模膨脹量大，模腔間隙縮小，鋪層被壓向陰模，出現(xiàn)了金屬膨脹模壓效果。固化結(jié)束后，模具開(kāi)始降溫時(shí)，陽(yáng)模收縮量大；而鋪層已經(jīng)固化變成了復(fù)合材料，由于復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)低，復(fù)合材料產(chǎn)品收縮量小，因此陽(yáng)模與產(chǎn)品之間會(huì)脫開(kāi)，出現(xiàn)自動(dòng)脫模效果。但是，本專利文獻(xiàn)的技術(shù)方案也不能實(shí)現(xiàn)預(yù)浸料復(fù)材件快速固化成型，其生產(chǎn)效率低、成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種快速固化預(yù)浸料復(fù)材制件成型模壓系統(tǒng)及方法，用以解決目前的預(yù)浸料復(fù)材件固化成型效率低、成本較高的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種快速固化預(yù)浸料復(fù)材制件成型模壓系統(tǒng)，所述成型模壓系統(tǒng)包括承力架、上模具、下模具、上電熱源、下電熱源、伸縮油缸、承壓臺(tái)、滾輪、軌道、抽真空裝置和冷卻裝置，承力架的上側(cè)設(shè)置上模具和上電熱源，上電熱源經(jīng)熱力管路與上模具連接，承力架的下側(cè)設(shè)置伸縮油缸，承壓臺(tái)的上側(cè)設(shè)置下模具，承壓臺(tái)的下側(cè)設(shè)置滾輪，軌道貫穿承力架且向承力架兩側(cè)方向延伸，滾輪與軌道動(dòng)連接，承壓臺(tái)上設(shè)置下電熱源、抽真空裝置和冷卻裝置，下電熱源經(jīng)熱力管路與下模具連接，下模具上表面鋪設(shè)有真空膜以形成封閉空間，抽真空裝置經(jīng)抽氣管路與封閉空間連接，冷卻裝置經(jīng)冷卻管路與下模具連接。

進(jìn)一步的，所述成型模壓系統(tǒng)還包括監(jiān)控裝置，監(jiān)控裝置分別信號(hào)連接下電熱源、抽真空裝置和冷卻裝置。

進(jìn)一步的，所述軌道為導(dǎo)電軌道，下電熱源、抽真空裝置和冷卻裝置分別與導(dǎo)電軌道電源連接。

進(jìn)一步的，下電熱源、抽真空裝置和冷卻裝置分別經(jīng)觸點(diǎn)與導(dǎo)電軌道電源連接。

進(jìn)一步的，承壓臺(tái)底部設(shè)置有定位裝置，定位裝置與伸縮油缸的末端接觸定位。

進(jìn)一步的，承壓臺(tái)還設(shè)置有自行走裝置，自行走裝置驅(qū)動(dòng)滾輪沿軌道滾動(dòng)。

本發(fā)明還提供一種快速固化預(yù)浸料復(fù)材制件成型方法，應(yīng)用上述的快速固化預(yù)浸料復(fù)材制件成型模壓系統(tǒng)，包括以下步驟：

步驟一，承壓臺(tái)移動(dòng)至預(yù)鋪層工位，將復(fù)合材料制件鋪層至下模具中，關(guān)閉冷卻裝置，下模具復(fù)合材料制件鋪層上表面鋪設(shè)真空膜，抽真空裝置對(duì)下模具復(fù)合材料制件抽真空，下電熱源對(duì)下模具加熱，復(fù)合材料制件預(yù)成型；

步驟二，承壓臺(tái)移動(dòng)至合模工位，承壓臺(tái)位于上模具和伸縮油缸之間的限定位置，上電熱源對(duì)上模具按工藝持續(xù)恒定溫度加熱不間斷，抽真空裝置持續(xù)對(duì)下模具抽真空，下電熱源持續(xù)對(duì)下模具按工藝加熱，伸縮油缸上升帶動(dòng)承壓臺(tái)上升，下模具與上模具合模加壓，到達(dá)工藝時(shí)間后，復(fù)合材料制件成型；

步驟三，伸縮油缸下降帶動(dòng)承壓臺(tái)下降，下模具與上模具分離，關(guān)閉抽真空裝置和下電熱源，冷卻裝置對(duì)下模具冷卻降溫，在取件工位取出下模具內(nèi)成型的復(fù)合材料制件，繼續(xù)下一輪循環(huán)。

進(jìn)一步的，步驟二中，承壓臺(tái)在預(yù)鋪層工位和合模工位之間的過(guò)程中，抽真空裝置持續(xù)對(duì)下模具抽真空，下電熱源持續(xù)對(duì)下模具恒定溫度加熱。

進(jìn)一步的，在步驟一至步驟三的過(guò)程中，上電熱源持續(xù)對(duì)上模具恒定溫度加熱。

進(jìn)一步的，取件工位作為下一輪循環(huán)中的預(yù)鋪層工位，預(yù)鋪層工位作為下一輪循環(huán)中的取件工位。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明的快速固化預(yù)浸料復(fù)材制件成型模壓系統(tǒng)，下模具相對(duì)于上模具循環(huán)移動(dòng)，在預(yù)鋪層、合模、脫模取件過(guò)程中實(shí)現(xiàn)加熱、抽真空、冷卻，預(yù)浸料復(fù)材件固化成型迅速，可快速降溫取件裝件、生產(chǎn)效率高、循環(huán)連續(xù)成型，成本較低。

2、本發(fā)明的快速固化預(yù)浸料復(fù)材制件成型方法，合理安排快速固化預(yù)浸料復(fù)材制件成型模壓系統(tǒng)的預(yù)鋪層、合模、脫模取件等工藝流程，預(yù)浸料復(fù)材件固化成型迅速，可快速降溫取件裝件、生產(chǎn)效率高、循環(huán)連續(xù)成型，成本較低。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)施例中的快速固化預(yù)浸料復(fù)材制件成型模壓系統(tǒng)的主視圖及相對(duì)于模具狀態(tài)的工位示意圖；

圖2為本實(shí)施例中的快速固化預(yù)浸料復(fù)材制件成型模壓系統(tǒng)的俯視圖；

圖3為本實(shí)施例中的快速固化預(yù)浸料復(fù)材制件成型模壓系統(tǒng)的局部示意圖。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

如圖1至圖3所示，本實(shí)施例提供一種快速固化預(yù)浸料復(fù)材制件成型模壓系統(tǒng)，包括承力架21、上模具11、下模具12、上電熱源32、下電熱源31、伸縮油缸22、承壓臺(tái)13、滾輪14、軌道24、抽真空裝置41和冷卻裝置5等部件。上電熱源32、下電熱源31、抽真空裝置41和冷卻裝置5分別連接電源。承力架21的上側(cè)設(shè)置上模具11和上電熱源32，上電熱源32經(jīng)熱力管路與上模具11連接。上電熱源32持續(xù)對(duì)上模具11進(jìn)行加熱。承力架21的下側(cè)的底部埋設(shè)伸縮油缸22，在承壓臺(tái)13移動(dòng)到伸縮油缸22的上方時(shí)，伸縮油缸22伸長(zhǎng)將承壓臺(tái)13舉起。承壓臺(tái)13的上側(cè)設(shè)置有下模具12，在承壓臺(tái)13被舉起后，下模具12可與上模具11接觸實(shí)現(xiàn)合模。承壓臺(tái)13的下側(cè)設(shè)置滾輪14，軌道24貫穿承力架21且軌道24向承力架21兩側(cè)方向延伸，滾輪14可沿著軌道24滾動(dòng)，如此，承壓臺(tái)13沿著軌道24從承力架21的一側(cè)進(jìn)入到承力架21的位置，并沿著軌道24從承力架21移出至承力架21的另一側(cè)。在承壓臺(tái)13上設(shè)置下電熱源31，下電熱源31經(jīng)熱力管路與下模具12連接，下電熱源31可對(duì)下模具12加熱。在承壓臺(tái)13上設(shè)置抽真空裝置41，下模具12上表面鋪設(shè)有真空膜42以形成封閉空間，抽真空裝置41經(jīng)抽氣管路與真空膜42覆蓋的封閉空間連接，抽真空裝置41可對(duì)真空膜42覆蓋的下模具12抽真空，以排出復(fù)材制件成型反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體。在承壓臺(tái)13上設(shè)置渦流管結(jié)構(gòu)的冷卻裝置5，冷卻裝置5經(jīng)冷卻管路與下模具12連接，在下模具12與上模具11分離后，冷卻裝置5可對(duì)下模具12內(nèi)的制件冷卻。本實(shí)施例的快速固化預(yù)浸料復(fù)材制件成型模壓系統(tǒng)，下模具12相對(duì)于上模具11循環(huán)移動(dòng)，在預(yù)鋪層、合模、脫模取件過(guò)程中實(shí)現(xiàn)加熱、抽真空、冷卻，預(yù)浸料復(fù)材件固化成型迅速，生產(chǎn)效率高、循環(huán)連續(xù)成型，成本較低。

本實(shí)施例還提供一種快速固化預(yù)浸料復(fù)材制件成型方法，應(yīng)用上述的快速固化預(yù)浸料復(fù)材制件成型模壓系統(tǒng)，包括以下步驟：

步驟一，承壓臺(tái)13移動(dòng)至預(yù)鋪層工位，將復(fù)合材料制件鋪層至下模具12中，關(guān)閉冷卻裝置5，下模具12的上表面鋪設(shè)真空膜42，抽真空裝置41對(duì)下模具12復(fù)合材料制件抽真空，下電熱源31對(duì)下模具12加熱，復(fù)合材料制件預(yù)成型；

步驟二，承壓臺(tái)13移動(dòng)至合模工位，承壓臺(tái)12位于上模具11和伸縮油缸22之間的限定位置，上電熱源32對(duì)上模具11持續(xù)恒定溫度加熱不間斷，抽真空裝置41持續(xù)對(duì)下模具12抽真空，下電熱源31持續(xù)對(duì)下模具12按工藝溫度加熱，伸縮油缸22上升帶動(dòng)承壓臺(tái)13上升，下模具12與上模具11合模，到達(dá)工藝時(shí)間后，復(fù)合材料制件成型；

步驟三，伸縮油缸22下降帶動(dòng)承壓臺(tái)12下降，下模具12與上模具11分離，關(guān)閉抽真空裝置41和下電熱源31，冷卻裝置5對(duì)下模具12冷卻降溫，在取件工位取出下模具12內(nèi)成型的復(fù)合材料制件并關(guān)閉或不關(guān)閉冷卻裝置5，繼續(xù)下一輪循環(huán)。

本實(shí)施的快速固化預(yù)浸料復(fù)材制件成型方法，合理安排快速固化預(yù)浸料復(fù)材制件成型模壓系統(tǒng)的預(yù)鋪層、合模、脫模取件等工藝流程，預(yù)浸料復(fù)材件固化成型迅速，生產(chǎn)效率高、循環(huán)連續(xù)成型，成本較低。

作為對(duì)上述快速固化預(yù)浸料復(fù)材制件成型方法的優(yōu)化，步驟二中，承壓臺(tái)13在步驟一中的預(yù)鋪層工位和步驟二中的合模工位之間的過(guò)程中，抽真空裝置41持續(xù)對(duì)下模具12抽真空，下電熱源31持續(xù)對(duì)下模具12恒定溫度加熱，以提高復(fù)材件成型質(zhì)量。在步驟一至步驟三的過(guò)程中，上電熱源32持續(xù)對(duì)上模具11恒定溫度加熱，不必關(guān)閉、開(kāi)啟上電熱源確保制件固化成型溫度32，只需下模具12循環(huán)地與上模具11接觸、分離，以提高生產(chǎn)效率。在進(jìn)行下一輪循環(huán)中，前一輪的取件工位作為下一輪循環(huán)中的預(yù)鋪層工位，前一輪的預(yù)鋪層工位作為下一輪循環(huán)中的取件工位，承壓臺(tái)13相對(duì)于承力架21作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，如此可進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率。

實(shí)施例2

本實(shí)施與實(shí)施例1的區(qū)別之處在于，快速固化預(yù)浸料復(fù)材制件成型模壓系統(tǒng)還包括監(jiān)控裝置6，監(jiān)控裝置6分別信號(hào)連接下電熱源31、抽真空裝置41和冷卻裝置5。監(jiān)控裝置6設(shè)定成型工藝中溫度、真空度等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱、抽真空的自動(dòng)監(jiān)控。

實(shí)施例3

本實(shí)施與實(shí)施例1的區(qū)別之處在于，快速固化預(yù)浸料復(fù)材制件成型模壓系統(tǒng)中的軌道24為導(dǎo)電軌道，下電熱源31、抽真空裝置41和冷卻裝置5分別經(jīng)觸點(diǎn)141與導(dǎo)電軌道電連接，導(dǎo)電軌道連接電源。如此，下電熱源31、抽真空裝置41和冷卻裝置5不必再分別經(jīng)電纜連接電源，簡(jiǎn)化供電布置，并簡(jiǎn)化、優(yōu)化快速固化預(yù)浸料復(fù)材制件成型模壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，便于工作人員對(duì)快速固化預(yù)浸料復(fù)材制件成型模壓系統(tǒng)的操作。

實(shí)施例4

本實(shí)施與實(shí)施例1的區(qū)別之處在于，快速固化預(yù)浸料復(fù)材制件成型模壓系統(tǒng)還包括設(shè)置于承壓臺(tái)13底部的定位裝置23，定位裝置23與伸縮油缸22的末端接觸定位。定位裝置23用于定位承壓臺(tái)13至伸縮油缸22上的合適位置。

實(shí)施例5

本實(shí)施與實(shí)施例1的區(qū)別之處在于，快速固化預(yù)浸料復(fù)材制件成型模壓系統(tǒng)還包括設(shè)置于承壓臺(tái)13中的自行走裝置，自行走裝置驅(qū)動(dòng)滾輪14沿軌道24滾動(dòng)。承壓臺(tái)13帶動(dòng)下模具12相對(duì)于上模具11循環(huán)移動(dòng)，避免工作人員推動(dòng)承壓臺(tái)13移動(dòng)，降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說(shuō)明及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。