[发明专利]基于纤维铺放的光纤自动植入复合材料的方法及装置

摘要

本发明公开了一种基于纤维铺放的光纤自动植入复合材料的方法及装置，该装置包括用于铺放单层预浸带和中间包裹光纤的双层预浸带的机械手，机械手的前端设有铺放头，机械手上设有用于输送预浸带的预浸带输送通道。铺放时先把要植入的光纤置于两根单层预浸带的中间，利用双层预浸带包裹保护光纤以有效提高光纤植入复合材料的存活率。光纤的植入过程采用自动化植入工艺，先由铺放头在基板上铺放单层预浸带至所需厚度，然后铺放中间包裹光纤的双层预浸带至所需位置，再继续铺放单层预浸带至所需厚度，即得到智能复合材料。该方法能够有效防止光纤在输送过程中发生扭转、偏移而影响光纤植入复合材料的定位精度，并提高光纤的植入效率与质量。

主权项

一种基于纤维铺放的光纤自动植入复合材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：1）使光纤（18）及位于其上下两侧的单层预浸带（17）共同进入输送通道（3）中进行约束定位，然后先经红外灯加热装置（4）加热，再经柔性压辊（5）挤压，使光纤（18）上下两侧的单层预浸带（17）粘结在一起，并将光纤（18）包裹起来，得到中间包裹光纤的双层预浸带（16）；2）使至少一根单层预浸带（17）和至少一根中间包裹光纤的双层预浸带（16）分别进入若干个预浸带输送通道（6）中进行约束定位，其中每个预浸带输送通道（6）只输送一根单层预浸带（17）或中间包裹光纤的双层预浸带（16），单层预浸带（17）和中间包裹光纤的双层预浸带（16）在柔性输送压辊（7）的作用下向铺放头（12）处输送；3）由预先设置在机械手（14）控制面板中的铺放程序控制铺放头（12）在基板（9）上铺放单层预浸带（17）和中间包裹光纤的双层预浸带（16），先按照铺放程序设定的运动轨迹逐层累积铺放单层预浸带（17）以达到所需厚度，得到已铺层预浸带板（11），再用铺放压辊（8）在已铺层预浸带板（11）上按需求铺放一根或多根中间包裹光纤的双层预浸带（16），最后在铺放了中间包裹光纤的双层预浸带（16）的已铺层预浸带板（11）上逐层累积铺放单层预浸带（17）以达到所需厚度，得到自动植入了光纤的智能复合材料，完成基于纤维铺放的光纤自动植入复合材料过程。