[发明专利]基于单边缝合工艺的三维复合材料预制体制备方法及装置

权利要求书

1.一种基于单边缝合工艺的三维复合材料预制体制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤一：两层二维复合材料预制体的缝合：带有缝合线的引线针在曲柄摇杆机构的驱动下以一定角度穿过二维复合材料预制体，并继续运动至一定位置处再次穿过预制体后沿原路返回，在引线针返回的过程中，由于缝合线和预制体之间的摩擦力导致缝合线积聚形成线圈；当线圈的形态到达最佳时，挡线针钩取线圈；引线针继续以一定角度穿过上一次形成的线圈，并从线圈处通孔中穿过后继续运动至一定位置处再次穿过二维复合材料预制体后沿原路返回，形成新线圈，与此同时，挡线针钩取新线圈，在挡线针和引线针的作用下，线圈被锁结，完成一个缝合周期；在经历多个上述缝合周期之后，便会形成连续的单边链式缝合线迹，在完成一条缝合线迹之后，引线针和挡线针向右侧移动一定距离，继续进行缝合工作，直至最右侧的线迹缝合完成；

步骤二：三维复合材料预制体的制备：将多个已经缝好的两层复合材料预制体叠在一起，继续按照上述方法进行缝合，缝合完成之后继续叠加多个已经缝好的两层复合材料预制体进行缝合，重复该步骤，直至得到一定层数的三维复合材料预制体。

2.根据权利要求1所述的基于单边缝合工艺的三维复合材料预制体制备方法，其特征在于：步骤一中所述引线针为弯月形针，针头处带有通孔。

3.根据权利要求1所述的基于单边缝合工艺的三维复合材料预制体制备方法，其特征在于：步骤一中引线针向前移动距离为10-20mm，两条线迹之间的距离为7-15mm。

4.根据权利要求1所述的基于单边缝合工艺的三维复合材料预制体制备方法，其特征在于：步骤二中最终得到的三维复合材料预制体层数为6-30层。

5.根据权利要求1所述的基于单边缝合工艺的三维复合材料预制体制备方法，其特征在于：只用一根缝合线便可完成一条所述缝合线迹。

6.一种应用于权利要求1至5任一权利要求的基于单边缝合工艺的三维复合材料预制体制备装置，其特征在于：包括移动装置、缝合头和缝合头运动装置，所述缝合头包括机架和安装于机架上的曲柄摇杆机构、凸轮机构、引线针和挡线针，所述引线针由曲柄摇杆机构传动，所述挡线针由凸轮机构传动，所述缝合头运动装置包括缝合头运动轨道和安装于缝合头运动轨道两端的齿轮，所述移动装置包括移动架，安装于移动架上的齿条和安装于移动架底部的移动车轮，所述缝合头的机架与缝合头运动轨道滑动连接，沿着缝合头运动轨道做周期运动，所述缝合头运动轨道通过两端的齿轮与移动装置的齿条相连，移动装置带动缝合头运动装置和缝合头移动至工作位置。

7.根据权利要求6所述的基于单边缝合工艺的三维复合材料预制体制备装置，其特征在于：所述移动装置的齿条与缝合头运动装置的缝合头运动轨道垂直，所述缝合头运动装置可以在移动装置上进行上下运动。

8.根据权利要求6所述的基于单边缝合工艺的三维复合材料预制体制备装置，其特征在于：所述曲柄摇杆机构由电机驱动，该曲柄摇杆机构的摇杆与引线针同轴安装，带动引线针在竖直平面内往复摆动。

9.根据权利要求6所述的基于单边缝合工艺的三维复合材料预制体制备装置，其特征在于：所述凸轮机构由电机驱动，带动挡线针在竖直平面内上下移动。

10.根据权利要求6所述的基于单边缝合工艺的三维复合材料预制体制备装置，其特征在于：所述缝合头在气缸的驱动下沿缝合头轨道做往复移动；所述齿轮在电机的驱动下带动缝合头轨道沿齿条上下移动；所述移动车轮在电机的驱动下带着移动架移动。