本發(fā)明涉及極薄層增韌纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，尤其涉及一種微米級(jí)可控排列極薄層復(fù)合材料制備設(shè)備及方法。

背景技術(shù)：

1、極薄層纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(ultra-thin?layer?fiber-reinforced?composites,utl-frcs)是由極薄層纖維預(yù)浸料形成的復(fù)合材料，這種材料結(jié)合了纖維的高強(qiáng)度、高模量特性與基體材料的韌性和抗沖擊性，在航空航天、汽車工業(yè)、電子器件和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。

2、在航空航天領(lǐng)域，utl-frcs被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件、衛(wèi)星組件和火箭殼體中，顯著提升了飛行器的性能和燃油效率；在汽車工業(yè)中，utl-frcs被用于制造車身、底盤和內(nèi)部構(gòu)件，可減輕車輛重量，提高燃油經(jīng)濟(jì)性和安全性能；在電子器件領(lǐng)域，utl-frcs被應(yīng)用于柔性電路板、傳感器和儲(chǔ)能器件，具有輕質(zhì)、高導(dǎo)電性和良好的機(jī)械性能；在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，utl-frcs被用于制造生物相容性好的植入器件、人工骨骼和關(guān)節(jié)，可提供更好的力學(xué)支持和功能表現(xiàn)。

3、當(dāng)前，極薄層纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的研究主要集中在材料設(shè)計(jì)、制造工藝、性能優(yōu)化和應(yīng)用擴(kuò)展四個(gè)方面。在材料設(shè)計(jì)方面，研究者們正在開(kāi)發(fā)具有多功能特性的utl-frcs，例如自愈合、傳感、導(dǎo)電和熱管理功能。同時(shí)，通過(guò)引入納米材料(如石墨烯、碳納米管)，進(jìn)一步提高復(fù)合材料的力學(xué)性能和功能特性。在制造工藝方面，自動(dòng)化鋪絲、自動(dòng)化鋪帶等精密制造技術(shù)的發(fā)展顯著提升了復(fù)合材料的制造精度和效率。這些技術(shù)不僅提高了生產(chǎn)效率，還保證了產(chǎn)品的一致性和質(zhì)量。此外，綠色制造也是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，通過(guò)開(kāi)發(fā)環(huán)境友好型制造工藝和材料，減少制造過(guò)程中的環(huán)境影響，推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展。

4、總之，極薄層纖維增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)合了纖維的高強(qiáng)度、高模量與基體材料的韌性和耐久性，展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。當(dāng)前的研究集中在材料設(shè)計(jì)、制造工藝、性能優(yōu)化和應(yīng)用擴(kuò)展方面，力求開(kāi)發(fā)出具有更高性能和多功能性的復(fù)合材料，以滿足各行業(yè)日益增長(zhǎng)的需求。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，極薄層纖維增強(qiáng)復(fù)合材料將在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用，并為現(xiàn)代工業(yè)和科技的發(fā)展提供新的動(dòng)力。

5、極薄層纖維增強(qiáng)復(fù)合材料因其優(yōu)異的力學(xué)性能、輕質(zhì)、耐腐蝕性和耐化學(xué)性，在眾多高科技和工業(yè)領(lǐng)域中具有重要地位，其制備技術(shù)主要包括層壓技術(shù)、樹(shù)脂傳遞模塑(rtm)和熱塑性復(fù)合材料的制造。層壓技術(shù)通過(guò)將纖維預(yù)浸料(prepreg)層疊成所需厚度，然后通過(guò)熱壓成型或自動(dòng)鋪絲技術(shù)制備復(fù)合材料。但是，這種方法并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)纖維分布間距的可控，并且其無(wú)法實(shí)現(xiàn)纖維在空間上的分布均勻，會(huì)對(duì)纖維產(chǎn)生損傷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，提供一種水下沉井分節(jié)預(yù)制同步下沉施工控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題。

2、本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種微米級(jí)可控排列極薄層復(fù)合材料制備設(shè)備，包括：

3、殼體，用于安裝各零件；

4、原絲生產(chǎn)組件，用于將原料加工成纖維狀的纖維原絲；所述原絲生產(chǎn)組件設(shè)置于所述殼體內(nèi)；

5、輸送組件，用于輸送所述原絲生產(chǎn)組件制備的纖維原絲；所述輸送組件設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且位于所述原絲生產(chǎn)組件下方；

6、纖維氧化組件，用于氧化所述輸送組件輸送的纖維原絲；所述纖維氧化組件設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且位于所述輸送組件下方；

7、纖維碳化組件，用于碳化所述纖維氧化組件輸送的纖維原絲；所述纖維碳化組件設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且位于所述纖維氧化組件下方；

8、纖維表面處理組件，用于對(duì)所述纖維碳化組件輸送的碳纖維絲進(jìn)行表面處理；所述纖維表面處理組件設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且位于所述纖維碳化組件下方；

9、樹(shù)脂膜輸送組件，用于輸送樹(shù)脂膜；所述樹(shù)脂膜輸送組件設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且位于所述纖維表面處理組件下方；

10、纖維纏繞組件，用于接收所述樹(shù)脂膜輸送組件輸送的樹(shù)脂膜并將所述纖維位置調(diào)整組件輸送的纖維絲纏繞在所述樹(shù)脂膜上；所述纖維纏繞組件設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且位于所述纖維表面處理組件和所述纖維位置調(diào)整組件之間。

11、可選地，所述輸送組件包括：噴絲板，所述噴絲板設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且位于所述原絲生產(chǎn)組件下方。

12、可選地，所述原絲生產(chǎn)組件包括：生產(chǎn)爐和進(jìn)氣管，其中，所述生產(chǎn)爐設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且位于所述輸送組件上方，所述進(jìn)氣管設(shè)置于所述殼體頂部，且與所述原絲生產(chǎn)組件連接。

13、可選地，所述纖維氧化組件包括：氧化爐和第一纖維導(dǎo)向網(wǎng)，其中，所述氧化爐設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且位于所述輸送組件下方，所述第一纖維導(dǎo)向網(wǎng)布置于所述氧化鋁內(nèi)。

14、可選地，所述纖維碳化組件包括：碳化爐和第二纖維導(dǎo)向網(wǎng)，其中，所述碳化爐設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且位于所述纖維氧化組件下方，所述第二纖維導(dǎo)向網(wǎng)布置于所述碳化爐內(nèi)。

15、可選地，所述纖維表面處理組件包括：表面處理室和第三纖維導(dǎo)向網(wǎng)，其中，所述表面處理室設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且位于所述纖維碳化組件下方，所述第三纖維導(dǎo)向網(wǎng)布置于所述表面處理室內(nèi)。

16、可選地，所述纖維表面處理組件還包括：第四纖維導(dǎo)向網(wǎng)、機(jī)械手和霧化器，其中，所述機(jī)械手設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且位于所述第四纖維導(dǎo)向網(wǎng)下方，所述霧化器與所述機(jī)械手連接，且所述霧化器正對(duì)所述纖維纏繞組件。

17、可選地，所述樹(shù)脂膜輸送組件包括：控制電機(jī)、樹(shù)脂膜纏繞輪轂、安裝架和固定軸承，其中，所述控制電機(jī)和所述安裝架相對(duì)設(shè)置于所述殼體內(nèi)底壁上，所述固定軸承設(shè)置于所述安裝架上，所述樹(shù)脂膜纏繞輪轂的兩端分別與所述固定軸承和所述控制電機(jī)連接，所述樹(shù)脂膜纏繞輪轂表面包裹有樹(shù)脂膜。

18、可選地，所述纖維纏繞組件包括：安裝板、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、纖維纏繞輪轂、支持架和連接軸承，其中，所述安裝板設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且位于所述樹(shù)脂膜輸送組件的上方，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)和所述支持架相對(duì)設(shè)置于所述安裝板上，所述連接軸承設(shè)置于所述支持架上，所述纖維纏繞輪轂的兩端分別與所述連接軸承和所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接。

19、本技術(shù)還提供了一種微米級(jí)可控排列極薄層復(fù)合材料制備方法，基于如前述中任一所述的微米級(jí)可控排列極薄層復(fù)合材料制備裝置實(shí)現(xiàn)，所述方法包括步驟：

20、原絲生產(chǎn)組件將原料加工成纖維狀的纖維原絲；

21、輸送組件輸送所述原絲生產(chǎn)組件制備的纖維原絲；

22、纖維氧化組件氧化所述輸送組件輸送的纖維原絲；

23、纖維碳化組件碳化所述纖維氧化組件輸送的纖維原絲；

24、纖維表面處理組件對(duì)所述纖維碳化組件輸送的碳纖維絲進(jìn)行表面處理；

25、樹(shù)脂膜輸送組件輸送樹(shù)脂膜；

26、纖維纏繞組件接收所述樹(shù)脂膜輸送組件輸送的樹(shù)脂膜并將所述纖維位置調(diào)整組件輸送的纖維絲纏繞在所述樹(shù)脂膜上。

27、本技術(shù)提供的一種微米級(jí)可控排列極薄層復(fù)合材料制備設(shè)備及方法可以實(shí)現(xiàn)纖維之間距離可控的極薄預(yù)浸料的制備，可以實(shí)現(xiàn)極薄層復(fù)合材料的工業(yè)化制備，可以實(shí)現(xiàn)纖維的精確定位，纖維之間距離可控，可定制性強(qiáng)，大大降低了預(yù)浸料的厚度，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工制造；采用自動(dòng)化操作方式，操作過(guò)程簡(jiǎn)便。