[發(fā)明專利]一種原位固化纖維鋪放頭紫外LED燈組光強(qiáng)均勻性調(diào)節(jié)裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910023850.2
• 申請日: 2009-09-09
• 公開（公告）號: CN101650005A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段玉崗;李滌塵;李甲;盧秉恒
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: F21V21/14
• 分類號: F21V21/14;F21Y101/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 陸萬壽

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明專利涉及復(fù)合材料制造領(lǐng)域，專門用于UV(多個365nm波長LED燈組成)原位固化纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的UV光強(qiáng)均勻性調(diào)節(jié)裝置。

背景技術(shù)：

樹脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有密度小、比強(qiáng)度高、抗疲勞性，以及耐腐蝕形，在航空航天、風(fēng)力發(fā)電葉片、輕量化列車等領(lǐng)域有著非常廣闊的應(yīng)用前景。纖維鋪放與熱壓罐結(jié)合是制造復(fù)合材料構(gòu)件的主要方法之一，但這種固結(jié)工藝容易產(chǎn)生熱應(yīng)力而導(dǎo)致構(gòu)件變形，制造周期長，成本大。紫外光原位固化纖維鋪放技術(shù)是復(fù)合材料構(gòu)件低成本制造的一種新方法，該方法將一層或若干層浸潤著光敏樹脂的纖維鋪層15進(jìn)行鋪設(shè)滾壓，在纖維鋪層15上方安裝有由多個365nm波長LED紫外燈組成矩形UV光源1，由該UV光源1同時(shí)對浸潤著光敏樹脂的多束纖維進(jìn)行輻照，從而使纖維鋪層15發(fā)生光固化反應(yīng)而固化定型成產(chǎn)品。UV光源1光強(qiáng)均勻性是影響原位固化纖維鋪放復(fù)合材料構(gòu)件性能的重要因素，UV燈光強(qiáng)不均勻，復(fù)合材料構(gòu)件固化程度不均勻，復(fù)合材料構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，發(fā)生翹曲，導(dǎo)致復(fù)合材料構(gòu)件性能的下降。控制原位固化纖維鋪放UV光源1光強(qiáng)均勻性是提高原位UV固化纖維鋪放復(fù)合材料構(gòu)件性能的一個重要方面。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種原位固化纖維鋪放頭紫外LED燈組光強(qiáng)均勻性調(diào)節(jié)裝置，包括連接機(jī)構(gòu)、后調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、前調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和LED燈；所述連接機(jī)構(gòu)固定在鋪放頭系統(tǒng)14上，連接機(jī)構(gòu)后側(cè)面設(shè)置有一組后調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，在每個后調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)下端都安裝有LED燈，后調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用于控制其上的LED燈的高度和照射角度，后調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)下端的LED燈構(gòu)成后LED燈組；連接機(jī)構(gòu)前側(cè)面設(shè)置有一組前調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，在每個前調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)下端都安裝有LED燈，前調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用于控制其上的LED燈的高度和照射角度，前調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)下端的LED燈構(gòu)成前LED燈組；后LED燈組和前LED燈組相對設(shè)置，后LED燈組產(chǎn)生的光斑與前LED燈組產(chǎn)生的光斑成交叉連續(xù)排列成矩形均勻光斑。

所述連接機(jī)構(gòu)由Z型桿10-1和倒梯形臺10-2構(gòu)成，Z型桿10-1下端垂直固定在倒梯形臺10-2的頂面，Z型桿10-1上端固定在鋪放頭系統(tǒng)14后下側(cè)，倒梯形臺10-2后側(cè)面設(shè)置有后橫槽3-1，倒梯形臺10-2前側(cè)面設(shè)置有前橫槽3-2；后橫槽3-1內(nèi)都設(shè)置有后調(diào)節(jié)螺栓12-1；前橫槽3-2內(nèi)都設(shè)置有前調(diào)節(jié)螺栓12-2；

所述后調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由第一后連桿4-1、第二后連桿5-1、后調(diào)節(jié)螺栓連接件9-1、后套筒8-1和后緊固螺釘7-1構(gòu)成，第一后連桿4-1上端通過后調(diào)節(jié)螺栓12-1與后橫槽3-1活動連接，后調(diào)節(jié)螺栓12-1用于確定第一后連桿4-1上端在后橫槽3-1的位置，第一后連桿4-1下端和第二后連桿5-1通過后調(diào)節(jié)螺栓連接件9-1連接，后套筒8-1的頂端設(shè)置后緊固螺釘7-1，后套筒8-1內(nèi)部設(shè)置后LED燈6-1，后緊固螺釘7-1用于固定后套筒8-1內(nèi)部設(shè)置后LED燈6-1；

所述前調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由第一前連桿4-2、第二前連桿5-1、前調(diào)節(jié)螺栓連接件9-2、前套筒8-2和前緊固螺釘7-2構(gòu)成，第一前連桿4-2上端通過前調(diào)節(jié)螺栓12-2與前橫槽3-2活動連接，前調(diào)節(jié)螺栓12-2用于確定第一前連桿4-2上端在前橫槽3-2的位置，第一前連桿4-2和第二前連桿5-1通過前調(diào)節(jié)螺栓連接件9-2連接，前套筒8-2的頂端設(shè)置前緊固螺釘7-2，前套筒8-2內(nèi)部設(shè)置前LED燈6-2，前緊固螺釘7-2用于固定前套筒8-2內(nèi)部設(shè)置前LED燈6-2。

所述后調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由2-20個后調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成，所述前調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由2-20個前調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成，后調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和前調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)交叉布置在倒梯形臺10-2的兩側(cè)面。

所述Z型桿10-1上端設(shè)置有安裝孔11，Z型桿10-1上端通過安裝孔11固定在鋪放頭系統(tǒng)14后下側(cè)。所述后LED燈6-1和前LED燈6-2都是365nm波長的LED燈。

該裝置通過分別調(diào)節(jié)各個LED燈與鋪設(shè)層平面的距離(高度)、照射角度，以及燈與燈之間的間距，使LED燈形成具有一定寬度和長度的連續(xù)均勻性矩形光斑。如圖1a所示，為多個365nm的LED并排排列，由該排列所形成的是不連續(xù)的照射光斑；圖b所示為多個365nm的LED兩排排列，通過調(diào)節(jié)每個LED的照射角度、照射高度和各個LED之間的距離，可以形成具有一定寬度和長度的矩形光斑。