[发明专利]一种连续纤维增强复合材料零件的成形设备及其成形方法

权利要求书

1.一种连续纤维增强复合材料零件的成形设备，其特征在于，包括成形单元，所述成形单元上方设置有基体材料连续供应单元、连续纤维铺设单元、激光控制单元，所述成形单元两侧设置有多余基体材料回收单元；

所述成形单元包括成形仓(1)，所述成形仓(1)内置有内设置有水平的零件托板(2)，所述零件托板(2)四周有均匀分布的连续纤维固定端口；

所述成形仓(1)两侧设置有多余基体材料回收仓(5)，所述多余基体材料回收仓(5)内设置有水平的多余基体材料回收托板(6)；

所述基体材料连续供应单元包括基体材料送进与铺平装置(8)，所述基体材料送进与铺平装置(8)设置在成形仓(1)成形平面上方，所述基体材料送进与铺平装置(8)连接有基体材料供应装置(9)；

所述基体材料送进与铺平装置(8)设置有两个，分别位于成形仓(1)上方两侧，两个所述基体材料送进与铺平装置(8)上方均连接有基体材料供应装置(9)；

所述连续纤维铺设单元为连续纤维供应装置(10)，所述连续纤维供应装置(10)位于成形仓(1)上方，所述连续纤维供应装置(10)内部均布着多个彼此独立的纤维释放与收紧轴；

所述激光控制单元为激光发射控制装置(11)。

2.一种连续纤维增强复合材料零件的成形方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的一种连续纤维增强复合材料零件的成形设备，具体按照以下步骤实施：

步骤1，成形前

根据待成形零件所含纤维增强相的体积分数，设定连续纤维供应装置(10)铺设出的纤维间距及沿层厚方向铺设的频率，并将各待铺设纤维束的一端固定到零件托板(2)与连续纤维供应装置(10)同侧的连续纤维固定端口上；

步骤2，成形时

步骤2.1，连续纤维供应装置(10)向成形仓(1)另一侧运动，通过装置内独立纤维释放与收紧轴的运动，完成一层连续纤维的铺设；

步骤2.2，此时，远离连续纤维供应装置(10)的基体材料送进与铺平装置(8)从其对应连接的基体材料供应装置(9)接受一定量的基体材料后向成形仓(1)另一侧运动，越过成形仓(1)后再还回，完成一层基体材料的铺平并将基体材料送进与铺平装置(8)内剩余物排放入多余基体材料回收仓(5)中；

步骤2.3，然后，以线扫描或面扫描方式进行曝光的激光光源在激光发射控制装置(11)的控制下，按照零件的成形路径对刚铺平的成形面进行曝光，完成一层零件的成形，紧接着，在数控系统的控制下，零件托板(2)带动其上零件已成形部分下降一个分层厚度。

3.根据权利要求2所述的一种连续纤维增强复合材料零件的成形方法，其特征在于，若步骤1中设置的沿层厚方向铺设的频率为每层都铺设，则在完成第一层零件的成形后，不断重复步骤2.1-2.3直至完成整个连续纤维增强复合材料零件。

4.根据权利要求2所述的一种连续纤维增强复合材料零件的成形方法，其特征在于，若步骤1中设置的沿层厚方向纤维铺设的频率为间隔几层铺设一次，则在完成第一层零件的成形后，只需要重复步骤2.2-2.3的过程直至次数达到沿层厚方向纤维铺设的频率，然后再实施步骤2.1，再次完成一层连续纤维的铺设，然后再重复步骤2.2-2.3的过程直至次数达到沿层厚方向纤维铺设的频率，再次实施步骤2.1，如此循环，直至完成整个连续纤维增强复合材料零件。