一種制備三維纖維增強復合材料的干燥固化一體化裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種制備復合材料的干燥固化裝置。
【背景技術】
[0002]復合材料已經發展成為與金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料并列的四大材料體系之一。三維纖維增強復合材料是指以在空間相互交織形成不分層的整體結構的三維纖維為增強體、樹脂為基體固化成型的復合材料，具有重量輕、比強度高、耐腐蝕、尺寸穩定性好等優異的綜合特性，厚度方向有一組經紗連接克服了鋪層復合材料和蜂窩夾層復合材料易分層這一致命弱點，具有良好的層間性能與抗沖擊性能，在國防和國民經濟各領域得到了廣泛應用。
[0003]制備三維纖維增強復合材料的常用方法是將選定的三維纖維增強體放入配置好的樹脂溶液充分浸漬，擠膠后形成復合體，然后干燥固化制得坯件，最后機加制得制品。目前制備該種復合材料時干燥工序與固化工序分別使用不同的工裝，復合體加熱干燥之后待工裝降至室溫時將其從干燥工裝上拆下，然后在室溫下將其裝入固化工裝進行加熱固化，該方案主要存在以下問題:
[0004](I)干燥與固化分別使用不同的工裝，每次需要將干燥工裝與固化工裝分別從室溫加熱到所需溫度，重復加熱造成了大量的熱量浪費，能耗高。
[0005](2)固化加壓時需要固化爐通過爐內空氣施加額外壓力，對設備要求高，能耗高。
[0006](3)每塊產品單獨封裝，同時固化多件產品時需要內腔尺寸很大的固化爐，由于爐體熱慣量大，加之空氣熱熔值較小，空溫和模具升溫較慢，需要更長的加熱時間，能耗高。
[0007](4)由于固化平臺尺寸限制，每次固化產品數量有限，難以滿足批量化生產時需要。
【發明內容】
[0008]本發明要解決的技術問題是:克服現有技術的不足，本發明提供了一種制備三維纖維增強復合材料的干燥固化一體化裝置，提高干燥與固化的能源利用率，降低能源消耗，為廣品施加可調節的成型壓力，提尚生廣效率。
[0009]本發明所采用的技術方案是:一種制備三維纖維增強復合材料的干燥固化一體化裝置，包括:堆疊機構、加壓機構、絲桿和搖桿；堆疊機構包括固定支撐軸、移動支撐軸、下隔板、上隔板、上底座、下底座、上頂板、下頂板、滑動底座和透氣均壓板；下隔板等間距固定在固定支撐軸上，上隔板等間距固定在移動支撐軸上，上隔板和下隔板間隔布置；上底座、下底座分別安裝在固定支撐軸的兩端，移動支撐軸兩端穿過上底座、下底座，分別與上頂板、下頂板連接；滑動底座為環狀結構，套在移動支撐軸上，分別安裝在移動支撐軸與上底座、移動支撐軸與下底座的連接處，用于上隔板的定位；下隔板上表面和上隔板下表面安裝有透氣均壓板，透氣均壓板上均勻分布有透氣孔；加壓機構包括加壓彈簧、彈簧導向軸、加壓螺母、加壓絲桿、加壓板；加壓絲杠分別安裝在下底座上，彈簧導向軸分別穿過下底座與下頂板連接，加壓彈簧分別套在彈簧導向軸上；加壓板架設在兩個彈簧導向軸上端，加壓板在彈簧導向軸上滑動，加壓螺母安裝在加壓絲杠上且位于加壓板的上方，擰緊加壓螺母，加壓板向下移動壓縮彈簧；絲桿一端穿過上頂板中心的螺紋孔安裝在上底座的中心處，絲杠另一端連接搖桿，轉動搖桿使得絲桿帶動上頂板向上或向下移動。
[0010]所述的上底座、下底座、上頂板或下頂板為長方形的框架結構，長方形邊框中部有“十”字形的加強筋。
[0011]所述上頂板或下頂板的一組平行的側邊框與上底座、下底座的一組平行的側邊框的邊長相等；所述上頂板或下頂板的另一組平行的側邊框的邊長小于上底座、下底座的另一組平行的側邊框的邊長。
[0012]所述的固定支撐軸有四根，分別固定在上底座和下底座的四角。
[0013]所述的移動支撐軸有四根，分別固定在上頂板和下頂板的四角。
[0014]所述干燥固化一體化裝置還包括耐高溫萬向輪，安裝在下底座底部，用于移動干燥固化一體化裝置。
[0015]所述絲桿的軸承底座安裝在上底座的中心。
[0016]本發明與現有技術相比的優點在于:
[0017](I)本發明中每一個上隔板和下隔板組成一組干燥固化單元，各干燥固化單元間距可調，裝置適應性強，可以生產不同厚度規格的產品；在固化時，通過堆疊機構自重及加壓機構對裝置產生的壓力進行調節，對不同性能要求的材料可以針對性調節，使產品具有多樣性。
[0018](2)本發明將對干燥與固化一體化，只需要一次由室溫到干燥溫度再到固化溫度的加熱過程，避免重復加熱造成大量的熱量浪費，大大縮短了加熱時間，有效降低能耗，提高了生產效率，降低了生產成本。
[0019](3)本發明裝置可通過自身機械加壓系統對產品施壓，無需固化爐額外加壓，對固化爐設備要求降低，有效降低了能耗；本發明裝置不受固化平臺尺寸限制，可以在有限的空間將所需生產的復合材料堆疊，同時生產多件復合材料產品，可以滿足批量化生產需求。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明干燥固化一體化設備的結構示意圖。
[0021]圖2為本發明干燥固化一體化設備的正視圖。
[0022]圖3為本發明干燥固化一體化設備的側視圖。
[0023]圖4為圖1中C處的局部放大圖。
[0024]圖5為圖1中A處的局部放大圖。
[0025]圖6為本發明干燥固化一體化設備的俯視圖。
[0026]圖7為圖1中B處的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0027]如圖1、圖2、圖3所示，一種制備三維纖維增強復合材料的干燥固化一體化裝置，包括:堆疊機構、加壓機構、絲桿7、搖桿8、耐高溫萬向輪9。
[0028]如圖4所示，本發明的干燥固化一體化裝置為單元化結構堆疊形成的機構，單個相鄰的上隔板4、下隔板3為一個干燥固化單元，可干燥或固化一層復合材料；多個干燥固化單元從上到下依次堆疊，具體數量可根據工況作調整。
[0029]堆疊機構包括四根固定支撐軸16、四根移動支撐軸17、下隔板3、上隔板4、上底座
5、下底座2、上頂板6、下頂板1、滑動底座10、透氣均壓板18。四根固定支撐軸16將所有下隔板3等間距固定，固定支撐軸16固定在上底座5、下底座2之間，上底座5、下底座2為長方形的框架結構，長方形邊框中部有“十”字形的加強筋，四根固定支撐軸16分別固定在上底座5、下底座2的四角；四根移動支撐軸17將所有上隔板4等間距固定，四根移動支撐軸17固定在上頂板6、下頂板I之間，上頂板6、下頂板I為長方形的框架結構，長方形邊框中部有“十”字形的加強筋，四根移動支撐軸17分別固定在上頂板6、下頂板I的四角；上隔板4、下隔板3依次成對構成干燥固化單元，每個上隔板4下方對應一個下隔板3，在裝配時保證上隔板4、下隔板3的間距；下底座2、上底座5加裝滑動底座10，移動支撐軸17兩端穿過安裝在上底座5、下底座2兩個平行的側邊框上的滑動底座10與上頂板6、下頂板I連接；上頂板6位于上底座5的上方，下頂板I位于下底座2的下方，上頂板6、下頂板I的一組平行的側邊框與上底座5、下底座2的一組平行的側邊框的邊長相等，上頂板6、下頂板I的另一組平行的側邊框的邊長小于上底座5、下底座2的另一組平行的側邊框的邊長。滑動底座10的材料為黃銅。
[0030]每個干燥固化單元間距可調節，由四根移動支撐軸17固定的上隔板4可同時向上或向下移動，以增大或減小隔板間距；如圖5所示，絲桿7的推力軸承底座安裝在上底座5的中心，上頂板6中心開有螺紋孔，絲桿7 —端通過上頂板6中心的螺紋孔頂在推力軸承上，轉動連接在絲杠7另一端的搖桿8，絲桿7帶動上頂板6向上或向下移動。調整好單元間距，即下隔板3與上隔板4的間距，便可以進行產品坯件的干燥。耐高溫萬向輪9安裝在下底座2的底部四角。
[0031]如圖6所示，下隔板3