[实用新型]一种低成本复合材料铺带装置

说明书

技术领域

 本发明涉及一种低成本复合材料铺带装置，属于复合材料成型技术领域。 

技术背景

    随着工业的迅速发展和能源的大量消耗，节能环保的可持续发展思想越来越多的被关注和被重视，其中如何提高产品寿命、降低产品能耗、提高产品性能、降低成本等问题就是实现可持续发展的重要途径之一。碳纤维复合材料具有高比模量、高强度、轻质等优点，其制品以寿命长、强度高、能耗低、重量低等优点而在航空航天及军工领域广泛应用，但其成型设备结构复杂、控制难度大，制造成本高，因此复合材料制品目前在民用领域尚鲜有涉足。 

发明内容

本发明旨在提出一种简易复合材料铺放装置，在保证具有铺带基本功能的同时，可大大降低设备的制造成本和控制难度，使碳纤维复合材料制品广泛应用于一般工业和农业成为可能。 

    一种低成本复合材料铺带装置，其特征在于：包括框架、安装于框架一端的放带轴、安装于放带轴上的放带卷、安装于框架另一端的收纸轴、安装于收纸轴上的收纸卷，还包括通过气缸安装于框架底部的柔性压辊；还包括安装于框架上的收纸导向辊，以及安装于框架上超声切割装置。 

在进行实际铺放操作时，首先将预浸带卷安装于放带轴上，将背衬纸绕过导向轴固定于收纸轴上，预浸带放置于柔性压辊下方。手动运行设备至模具上轨迹起点处，调整设备升降轴使柔性压辊施压于模具表面。调整放带轴、收纸轴工作于力矩模式，然后运行程序，预浸带铺放于模具表面，背衬纸收于收纸轴上。在轨迹结束时，超声切刀切割，然后设备继续运行，直至将切刀至压辊间的预浸带铺放到芯模表面。 

该装置相比现役复合材料铺带装置具有结构简单、制造成本低、控制难度小、运行效率高、操作方便等优点，可解决一般中小曲率构件的铺放成型问题，在风电、汽车、建筑等领域均有较好的应用前景。 

附图说明

    图1、低成本复合材料铺放装置简图；图1-1、低成本复合材料铺放装置正视图；图1-2、低成本复合材料铺放装置左视图；图1-3、低成本复合材料铺放装置俯视图 

    图2、超声切割装置简图；图2-1、超声切割装置正视图；图2-2、超声切割装置左视图；图2-3、超声切割装置俯视图

    图3、90度带形；

    图4、45度带形；

    图5、-45度带形；

    图6、0度带形；

    图中标号名称：1、框架，2、收纸卷，3、收纸轴，4、气缸，5、柔性压辊，6、放带卷，7、放带轴，8、导向辊，9、超声切刀装置，d为压辊到切刀的距离，W为带宽。

具体实施方式

一种低成本复合材料铺带装置主要适用于宽带、小曲率曲面铺放，具有铺放效率高、铺放质量稳定性好等优点。 

在进行实际铺放操作时，首先将预浸带卷安装于放带轴上，将背衬纸绕过导向轴固定于收纸轴上，预浸带放置于压辊下放。手动运行设备至模具上轨迹起点处，调整升降轴使压辊施压于模具表面。调整放带轴、收纸轴工作于力矩模式，然后运行程序，预浸带铺放于模具表面，背衬纸收于收纸轴上。在轨迹结束时，超声切刀切割，然后设备继续运行，直至将切刀至压辊间的预浸带铺放到芯模表面。 

实施方式一：结合图1、图2、图3说明本实施方式。将预浸带装于送带轴上，然后把背衬纸固联于收纸轴，碳纤维预浸料置于压辊下，完成装料工作。然后启动超声切割装置，使用该装置进行90度铺放时，即运行轨迹线与铺放边界呈90度夹角，此时应将切刀调整至0度位置，横移刀轴进行预浸带90度预切割。调整铺带头至铺放轨迹起点，调整铺带头位姿，使压辊轴线与轨迹中心线垂直，送带轴送带使预浸带起始边界处于压辊正下方。运行设备，下压铺带头，使压辊将预浸带压至模具表面，然后运行程序，开始铺放预浸带。压辊距轨迹终点还有距离d时，铺带头暂停，超声切刀进行切割，然后设备继续运行至轨迹终点，将预浸带全部铺放于模具表面。接下来，铺带头抬起、调整位姿、移至下条轨迹起点、下压，继续铺放。