[發明專利]一種碳纖維增強復合材料制作機械手臂的方法

有效

• 申請號: 201410463479.2
• 申請日: 2014-09-12
• 公開（公告）號: CN104385620A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 周恒香;顧良娥;林中;孫寶娟;徐亞飛
• 申請（專利權）人: 連云港神鷹碳纖維自行車有限責任公司
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34
• 代理公司: 連云港潤知專利代理事務所 32255
• 代理人: 王彥明

技術領域

本發明涉及一種制作機械手臂的方法，特別涉及一種碳纖維增強復合材料制作機械手臂的方法。?

背景技術

機械人是工業生產發展中的必然產物。它是一種模仿人體上肢的部分功能，按照預定要求輸送工件或握持工具進行操作的自動化技術裝備。這種新穎技術裝備的出現和應用，對實現工業生產自動化，推動工業生產的進一步發展起著重要作用，因而具有強大的生命力，受到人們的廣泛重視和歡迎。?

國內的機械手臂幾乎都是鋼、鐵、鋁合金等金屬材料制造而成，而采用金屬材料制作機械手臂的過程中存在速度慢、能耗大、易變形磨損等缺點，且這些材料的成型條件復雜，成型難度大，成型后因金屬材料本身的特性，使得制造好的機械手臂抗震性及抗氧化性不佳，若采用鋁合金，則會增加制作成本，不經濟，且采用金屬材料制作機械手臂，無法實現快速自動化生產。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種設計合理，使用方便的碳纖維增強復合材料制作機械手臂的方法。?

本發明所要解決的技術問題是通過以下的技術方案來實現的，本發明是一種碳纖維增強復合材料制作機械手臂的方法，其特點是，其步驟如下，?

((1)模具的選用：選用鋼質的外模具和木質的芯模，芯模的截面為長方形；

(2)模具的預處理：先用軟質材料的布料輕輕擦掉芯模表面的灰塵和油漬，再在干凈的芯模表面包覆一層塑料薄膜，接著，對整個外模具進行預熱，再在預熱后的外模具內腔上均勻涂覆脫模劑；

(3)鋪層：選用面密度為150g/m²、樹脂含量為38%-40%的預浸料，先將預浸料在包覆有塑料薄膜的芯模上鋪設2-5層，每層包括鋪層Ⅰ和鋪層Ⅱ，所述的鋪層Ⅰ為沿芯模長度±45°方向交替纏繞而成，厚度為0.2mm-0.4mm，所述的鋪層Ⅱ為沿芯模長度0°方向包纏，厚度為0.1mm-0.3mm，

每鋪一層都要纏緊，在截面呈直角形狀處要用工具將預浸料壓實，再用壓力機將鋪層完畢后的整個預浸料壓實，不能有氣泡及分層，壓實后制得碳纖維機械手臂長條；

(4)封口：抽出芯模，取下碳纖維機械手臂長條，在碳纖維機械手臂長條內部放入四根厚度為5-6mm的角鐵，用高溫膠帶和矽膠將角鐵固定，在角鐵與角鐵之間的空隙位置放入厚度為3-4mm的鋼板，再將氣袋放入碳纖維機械手臂長條的內部，氣袋一端封口，氣袋的另一端穿上氣嘴并用碳纖維預浸料密封，與氣袋密封端相對的碳纖維機械手臂長條一端用碳纖維預浸料密封，封口后用1.5-2公斤的壓力檢查密封是否良好，不能漏氣；

(5)入模：將封口后的碳纖維機械手臂長條放入外模具中，封閉外模具；

(6)固化：將裝有碳纖維機械手臂長條的外模具推入固化爐中，升溫至145℃-155℃，再往氣袋里注入大氣直至袋內氣壓為10～12KG/m3，停止注入，待碳纖維機械手臂長條固化至其中樹脂的含量為26%-30%，停止加熱；

(7)后處理：固化完成后，冷壓固型，即待外模具溫度降到50℃以下后再脫模，脫模后形成粗坯，從粗坯中抽出氣袋、角鐵和鋼板，然后打磨、修整、裁尾、開槽和開孔，最終制得碳纖維機械手臂。

本發明所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現，所述塑料薄膜的厚度為2-3絲。?

本發明所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現，所述氣袋的外徑比碳纖維機械手臂長條的外徑大1-2mm。?

與現有技術相比，本發明通過利用碳纖維復合材料強度大、模量高、質地輕、不易變形、設計性和加工性好的優勢，制成碳纖維機械手臂，減輕了機械手臂重量，減少電機功率，節約能耗，制造出適合在各種環境下作業的碳纖維機器手臂；使用模壓一體成型技術，超高壓外擴工藝使結構更加密實，保證了碳纖維機械手臂的安全性，實現生產過程快速自動化，提高勞動生產率，減輕機械手勞動強度，節約生產能耗，保證產品穩定及產品質量。?

具體實施方式

一種碳纖維增強復合材料制作機械手臂的方法，其步驟如下，?

(1)模具的選用：選用鋼質的外模具和木質的芯模，鋼質外模具具有強度高、變形小、尺寸準確等要求，木質芯模選用風干的樟樹，變形小，質量好，更換成本低，芯模的截面為長方形，芯模的長度與機械手臂的長度之差大于50cm，芯模的截面尺寸為機械手臂外徑尺寸減2個壁厚；