[發(fā)明專利]復(fù)合材料微波固化激勵(lì)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610126500.9
• 申請(qǐng)日: 2016-03-07
• 公開（公告）號(hào): CN105690629B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李迎光;李楠埡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): B29C35/08
• 分類號(hào): B29C35/08
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司32218
• 代理人: 瞿網(wǎng)蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料成型加工工藝技術(shù)與裝備領(lǐng)域，尤其是一種復(fù)合材料微波固化技術(shù)，具體地說是一種復(fù)合材料微波固化激勵(lì)裝置及方法。

背景技術(shù)

眾所周知，纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度和比剛度、質(zhì)量輕、耐熱、耐腐蝕、抗疲勞、減震性能好等優(yōu)點(diǎn)，在航空領(lǐng)域應(yīng)用日益廣泛。但傳統(tǒng)纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料熱壓罐固化工藝時(shí)間長(zhǎng)、固化效率低、能源消耗大，是復(fù)合材料制造技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。復(fù)合材料微波固化技術(shù)具有加熱速度快、穿透深度大、能量利用率高、易于控制及節(jié)能環(huán)保等一系列獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，滿足航空航天領(lǐng)域?qū)Ω咝阅堋⒌统杀緩?fù)合材料的制造需求，在航空大尺寸大厚度復(fù)合材料固化方面具有良好的應(yīng)用前景。

微波加熱固化技術(shù)是以低頻電磁波穿透材料，將微波能轉(zhuǎn)變成熱能，使得材料溫度升高而發(fā)生固化反應(yīng)。但是微波固化技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中存在復(fù)合材料固化狀態(tài)分布差異大，嚴(yán)重的變形翹曲、局部高溫?zé)g現(xiàn)象等問題，阻礙其在工程上的廣泛應(yīng)用。產(chǎn)生這些問題的主要原因是微波激勵(lì)的固化腔體內(nèi)電磁場(chǎng)分布差異大，導(dǎo)致復(fù)合材料溫度場(chǎng)分布不均勻。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)目前微波固化成型裝置存在電磁場(chǎng)分布差異大的問題，設(shè)計(jì)了一種電磁場(chǎng)分布均勻的復(fù)合材料微波固化激勵(lì)裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案之一是：

一種復(fù)合材料微波固化激勵(lì)裝置，它包括一個(gè)封閉腔體4和多個(gè)安裝在封閉腔體4中的激勵(lì)源1，2，所述的封閉腔體4截面為凸多邊形，兩個(gè)相鄰面段的交線為直線，其特征是在任意一個(gè)相鄰面段的直線交線處具有一段內(nèi)凸弧面3，該弧面3長(zhǎng)度與封閉腔體4的長(zhǎng)度一致，弧面3與兩個(gè)相鄰面段相交，弧面3的橫截線為橢圓線、拋物線或圓弧線的一段；所述封閉腔體4的內(nèi)部面段與前后端面為具有規(guī)則或不規(guī)則的波浪起伏、弧面凹陷或弧面內(nèi)凸的面段；截面的邊長(zhǎng)為所需要激勵(lì)的微波頻率的波長(zhǎng)的整數(shù)倍，截面所有邊的邊長(zhǎng)相等或不相等，但必須構(gòu)成封閉截面；激勵(lì)源1，2設(shè)置在除與弧面3相對(duì)的面段及放置被加熱復(fù)合材料5的面段外的面段上。

所述的封閉腔體4的截面至少為三邊形。

激勵(lì)源1，2為輻射單元，輻射主方向角度任意。

所述的輻射主方向指向弧面的方向；輻射單元沿相鄰面段的直線交線均勻排列；固定于面段或能按一定規(guī)律在指向內(nèi)凸弧面的主輻射方向兩側(cè)一定夾角內(nèi)往復(fù)擺動(dòng)。

所述的封閉腔體4前后端面的距離為所需要激勵(lì)的微波波長(zhǎng)的1/2或波長(zhǎng)的1/3的整數(shù)倍。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明通過在封閉腔體中設(shè)置具有反射作用的弧面段進(jìn)行定向反射，使激勵(lì)源（輻射單元）發(fā)明的微波均勻地反射到弧面段下方安裝的復(fù)合材料上，解決了復(fù)合材料微波固化技術(shù)中由于電磁場(chǎng)分布不均勻所導(dǎo)致的固化狀態(tài)差異大，嚴(yán)重的變形翹曲、局部高溫?zé)g現(xiàn)象等問題，進(jìn)一步促進(jìn)微波固化技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

本發(fā)明提供的微波激勵(lì)裝置用于復(fù)合材料固化，具有加熱速度快，能量利用率高，易于控制，節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于復(fù)合材料的快速成型。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的微波固化裝置的截面示意圖。

圖中：1為輻射單元，2為輻射單元，3為弧面，4為腔體，5為復(fù)合材料，6為聚四氟乙烯方塊，7為模具。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

實(shí)施例一。

如圖1所示。