[发明专利]一种激光双光源温辅助碳纤维预浸料铺层装置及方法

权利要求书

1.一种激光双光源温辅助碳纤维预浸料铺层装置，其特征在于，包括压辊(1)、压辊压力控制电机(2)、放料带轮(3)、送带轮(4)、张紧轮(5)、模具(6)、温度传感器(7)、激光控制器(8)、激光头A(9)和激光头B(10)，所述压辊(1)与压辊压力控制电机(2)连接，且压辊(1)与模具(6)接触，接触部为粘合点，所述放料带轮(3)上的碳纤维预浸料通过张紧轮(5)和送带轮(4)的作用引导至模具(6)上的粘合点；所述激光控制器(8)分别连接温度传感器(7)、激光头A(9)和激光头B(10)，所述温度传感器(7)的测量端置于粘合点处。

2.根据权利要求1所述的一种激光双光源温辅助碳纤维预浸料铺层装置，其特征在于，所述激光头B(10)的激光方向朝着送带轮(4)和压辊(1)之间的预浸料带照射，激光头A(9)朝着压紧区域的待压实碳纤维预浸料和模具(6)照射。

3.根据权利要求2所述的一种激光双光源温辅助碳纤维预浸料铺层装置，其特征在于，所述激光头A(9)和激光头B(10)的激光头内部设置光束整形器，所述光束整形器由菲涅尔透镜和柱面透镜组成，将激光头A(9)和激光头B(10)的激光光束整形得到矩形光束。

4.根据权利要求3所述的一种激光双光源温辅助碳纤维预浸料铺层装置，其特征在于，所述激光控制器(8)控制激光头A(9)和激光头B(10)产生所需要的功率大小。

5.根据权利要求1所述的一种激光双光源温辅助碳纤维预浸料铺层装置，其特征在于，所述激光头A(9)、激光头B(10)和温度传感器(7)与压辊(1)整体随着模具(6)的移动自动调节，使得模具(6)和待压实碳纤维预紧料可以被连续均匀加热。

6.根据权利要求1所述的一种激光双光源温辅助碳纤维预浸料铺层装置，其特征在于，所述模具(6)形状根据加工工件形状进行选择。

7.一种如权利要求1所述的激光双光源温辅助碳纤维预浸料铺层装置的铺层方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，对模具(6)进行加工处理，保证模具(6)表面光洁，涂覆脱模剂；

步骤2，将待压紧碳纤维预浸料通过张紧轮(5)和送带轮(4)先引导至处理过的模具(6)的粘合点，通过压辊(1)对碳纤维预浸料预压紧，保证碳纤维预浸料保持紧绷状；

步骤3，调整两个激光头A(9)、激光头B(10)和温度传感器(7)的初始位置，使激光光束分别照射在粘合点处附近压实区域、送带轮(4)和压辊(1)之间的预浸料带，并且调整温度传感器(7)测量点在粘合点处；

步骤4，先启动激光控制器(8)打开激光头A(9)和激光头B(10)，对模具(6)和碳纤维预浸料先加热，再启动压辊压力控制电机(2)，压辊(1)开始在待压实碳纤维预浸料与模具之间进行铺层作业；

步骤5，待第一层铺设完毕，关闭压辊压力控制电机(2)，同时关闭激光头A(9)和激光头B(10)，再重复上述步骤铺设第二层；

步骤6，待铺设到工件制造要求厚度时，关闭整个装置，冷却到一定温度时脱模。