[發明專利]一種應用于曲面的復合材料自動鋪放裝置

有效

• 申請號: 202010830271.5
• 申請日: 2020-08-18
• 公開（公告）號: CN112078148B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 肖曉暉;段寶閣;王鎮;何思宇;楊尚尚;陸偉
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/38;B29C70/54
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 黃靖

本發明公開了一種應用于曲面的復合材料自動鋪放裝置，包括輸送干纖維絲和樹脂膜的送料裝置、用于加熱樹脂膜并使其與干纖維絲共同構成半預浸料的熱壓輥裝置、用于測量半預浸料張力與傳輸速度的張力和速度測量裝置、用于噴撒苯氧基粉末的噴撒裝置、用于夾持半預浸料并使其產生剪切扭轉組合變形的夾緊裝置、用于切割半預浸料的切割裝置、用于回收背襯紙的收卷裝置以及用于壓實半預浸料的壓實裝置。本發明利用夾持裝置的扭轉自由度和壓實裝置沿帶寬方向的移動自由度能夠使半預浸料的產生剪切扭轉變形，從而可以提高其在曲面上的轉向鋪放能力，避免其面內彎曲變形帶來的缺陷。

技術領域

本發明涉及復合材料鋪放技術領域，具體而言，涉及一種應用于曲面的復合材料自動鋪放裝置。

背景技術

復合材料具有比強度高、比模量大、抗疲勞、耐腐蝕等優點，同時適用于大尺寸和復雜構件的制造，減少了零件數目，也減少了連接件的使用，從而降低了成品質量，提高了能量利用率，被廣泛應用于航空航天、汽車船舶等領域。復合材料自動鋪放技術能夠提高生產效率、保證產品性能，被廣泛應用于復合材料零件的制造過程。

復合材料自動鋪放技術可分為自動鋪帶技術和自動鋪絲技術。其中，前者所鋪放的復合材料為寬度較大的復合材料帶（25mm~300mm），后者鋪放的復合材料絲寬度較小，多為3mm~25mm之間。自動鋪帶設備效率較高，但由于復合材料帶的變形能力較弱，因此主要用于鋪放小曲率或單曲率零件。自動鋪絲設備中的每根絲可以獨立控制輸送、截斷，進行轉向鋪放時，內外側絲束可以不同速率輸送，且復合材料絲的變形能力更強，因此更側重于曲面零件的鋪放。

在進行復合材料轉向鋪放時，傳統的基于復合材料面內彎曲變形的轉向方式會造成復合材料內外側分別受壓和受拉，當轉彎半徑過小時（75mm帶寬/1000mm以下轉彎半徑或6.35mm絲束寬度/600mm以下轉彎半徑）容易造成褶皺和拉扯等缺陷。當進行曲面鋪放時無法使復合材料的形變與曲面形狀相適應，因此不能完成曲面上的鋪放工作。

發明內容

針對上述現狀中問題，本發明的目的在于提供一種應用于曲面的復合材料自動鋪放裝置，以解決復合材料在曲面上進行轉向鋪放時由于面內彎曲變形而容易產生褶皺拉扯等缺陷的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案，一種應用于曲面的復合材料自動鋪放裝置，包括依次設置的：

送料裝置，其包括纖維絲束送料裝置和樹脂膜送料裝置，所述纖維絲束送料裝置和樹脂膜送料裝置分別用于輸送干纖維絲和樹脂膜；

熱壓輥裝置，其用于加熱樹脂膜并使其與干纖維絲共同構成半預浸料；

張力和速度測量裝置；其用于測量半預浸料張力與傳輸速度；

噴撒裝置，其用于噴撒苯氧基粉末等能降低半預浸料粘性的物質；

夾緊裝置，其包括主動施壓夾緊裝置和主動擺動夾緊裝置，所述主動施壓夾緊裝置和主動擺動夾緊裝置相互配合用于夾持半預浸料并使其產生剪切扭轉組合變形；

壓實裝置，其用于將半預浸料壓實在前一鋪層或模具上；

切割裝置，其用于切割半預浸料；

收卷裝置，其用于回收背襯紙。

進一步，所述主動擺動夾緊裝置安裝在主動施壓夾緊裝置的正下方，且兩者轉軸平行使其能夠在同一平面內擺動，從而完成對半預浸料的扭轉；

其中主動施壓夾緊裝置包括夾緊氣缸、鉸鏈、施壓夾緊輥安裝架和施壓夾緊輥；所述夾緊氣缸的活塞桿底部連接鉸鏈，施壓夾緊輥安裝架與所述夾緊氣缸的活塞桿通過鉸鏈進行鉸接，所述施壓夾緊輥安裝架中設有與所述鉸鏈垂直方向設置的轉軸，施壓夾緊輥安裝在施壓夾緊輥安裝架上的轉軸上，所述施壓夾緊輥可以被動地繞鉸鏈轉動；