CN103192519A - 一种碳纤维编织复合板热成形装置及方法 - Google Patents

一种碳纤维编织复合板热成形装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103192519A
CN103192519A CN2013101388715A CN201310138871A CN103192519A CN 103192519 A CN103192519 A CN 103192519A CN 2013101388715 A CN2013101388715 A CN 2013101388715A CN 201310138871 A CN201310138871 A CN 201310138871A CN 103192519 A CN103192519 A CN 103192519A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon fiber
thermal head
plate
fiber knit
clamping device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2013101388715A
Other languages
English (en)
Inventor
陆彬
彭雄奇
尹红灵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Jiaotong University
Original Assignee
Shanghai Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Jiaotong University filed Critical Shanghai Jiaotong University
Priority to CN2013101388715A priority Critical patent/CN103192519A/zh
Publication of CN103192519A publication Critical patent/CN103192519A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

本发明涉及一种碳纤维编织复合板热成形装置，包括三轴数控机床(1)、热压头(2)、碳纤维编织复合板(3)、压板(4)、板料装夹装置(5)，其特征在于，所述的热压头(2)装夹于三轴数控机床(1)主轴的末端，所述的压板(4)将碳纤维编织复合板(3)固定在板料装夹装置(5)上，所述的板料装夹装置(5)固定于三轴数控机床(1)的工作台上。与现有技术相比，通过本发明所述的装置及方法对碳纤维编织复合板料进行成形，无须再前期制作相关模具，也无须压力机，仅需通过刀具对材料进行局部加热，能降低成形所需的能耗。此外，加工路径可以灵活调整，实现碳纤维编织复合板料的精确成形。

Description

一种碳纤维编织复合板热成形装置及方法
技术领域
本发明涉及一种热成型装置，尤其是涉及一种碳纤维编织复合板热成形装置及方法。
背景技术
热塑性树脂基碳纤维编织复合材料作为汽车结构件可替代钢和铝，不仅可以减小质量，节省能源，而且具有耐腐蚀的优势。但由于碳纤维造价昂贵，限制了广泛应用于部分民用行业。近些年，随着碳纤维材料制造工艺的成熟及其成本的下降，目前，碳纤维复合材料在一些新能源汽车和概念车已经有所应用。目前，碳纤维编织复合材料的成形方法包括树脂传递模塑成形(RTM)以及热隔膜成形(HDF)等方法。树脂传递模塑成形一般要通过手工铺层做成预制件，但手工铺层效率低，压实不好，纤维容易皱折，质量不易保证；在热隔膜成形方法的研究中，Cutolo等在《Composites Manufacturing》1992年第3期上提出了在聚酰亚胺双曲度模具上施加非均布成型力，利用热隔膜成型工艺，对热塑性树脂预浸料的编织复合织物成形的方法。Munro在其2006年博士论文《Process development and technologicaladvances in double diaphragm forming of advanced and uniform short fiber compositesusing fixed and reconfigurable tooling》中提出了一种复合材料双隔膜成型技术。然而，热隔膜成形方法操作复杂、生产效率低、设备造价昂贵，对一些小批量、多品种碳纤维复合材料的加工，零件的单件成本过高。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种操作简单、成本低、效率高、能耗低的碳纤维编织复合板热成形装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种碳纤维编织复合板热成形装置，包括三轴数控机床、热压头、碳纤维编织复合板、压板、板料装夹装置，所述的热压头装夹于三轴数控机床主轴的末端，所述的压板将碳纤维编织复合板固定在板料装夹装置上，所述的板料装夹装置固定于三轴数控机床的工作台上。
所述的热压头包括外壳、电阻丝、热电偶和温控器，所述的外壳包括呈圆环柱体的空心结构和其端部的半球形结构，所述的电阻丝和热电偶设置在外壳的空心结构内，并分别与温控器连接，温控器控制热压头的温度。
一种碳纤维编织复合板热成形装置柔性成型方法，该方法包括以下步骤：
第一步：按三维数字模型生成初始加工轨迹；
第二步：通过电阻丝将热压头加热，通过温控器使热压头温度稳定在170℃；
第三步：将碳纤维编织复合板通过压板夹持于板料装夹装置上；
第四步：将热压头对夹持于工作台上的碳纤维编织复合板，按照初始加工轨迹完成成形。
与现有技术相比，通过本发明所述的装置及方法对碳纤维编织复合板料进行成形，无须再前期制作相关模具，也无须相关的压力机。在加热方面，仅需通过刀具对材料进行局部加热，无须通过炉子对板料进行整体加热，能降低成形所需的能耗。此外，加工路径可以灵活调整，实现碳纤维编织复合板料的精确成形。
附图说明
图1为本发明碳纤维编织复合板热成形装置示意图；
图2为本发明碳纤维编织复合板热成形装置热压头2的示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
如图1～2所示，一种碳纤维编织复合板热成形装置，包括三轴数控机床1、热压头2、碳纤维编织复合板3、压板4、板料装夹装置5，所述的热压头2装夹于三轴数控机床1主轴的末端，所述的压板4将碳纤维编织复合板3固定在板料装夹装置5上，所述的板料装夹装置5固定于三轴数控机床1的工作台6上，所述的热压头2包括外壳10、电阻丝8、热电偶9和温控器7，所述的外壳10包括呈圆环柱体的空心结构和其端部的半球形结构，所述的电阻丝8和热电偶9设置在外壳10的空心结构内，并分别与温控器7连接，温控器7控制热压头9的温度。
本发明所述装置按照以下方式实现碳纤维编织复合板渐进成形：
第一步：按三维数字模型生成初始加工轨迹；
第二步：通过电阻丝8将热压头2加热，通过温控器7使热压头9温度稳定在170℃；
第三步：将碳纤维编织复合板3通过压板4夹持于板料装夹装置5上；
第四步：将热压头2对夹持于工作台上的碳纤维编织复合板3，按照初始加工轨迹完成成形。

Claims (3)

1.一种碳纤维编织复合板热成形装置，包括三轴数控机床(1)、热压头(2)、碳纤维编织复合板(3)、压板(4)、板料装夹装置(5)，其特征在于，所述的热压头(2)装夹于三轴数控机床(1)主轴的末端，所述的压板(4)将碳纤维编织复合板(3)固定在板料装夹装置(5)上，所述的板料装夹装置(5)固定于三轴数控机床(1)的工作台上。
2.根据权利要求1所述的碳纤维编织复合板热成形装置，其特征在于，所述的热压头(2)包括外壳(10)、电阻丝(8)、热电偶(9)和温控器(7)，所述的外壳(10)包括呈圆环柱体的空心结构和其端部的半球形结构，所述的电阻丝(8)和热电偶(9)设置在外壳(10)的空心结构内，并分别与温控器(7)连接，温控器(7)控制热压头(9)的温度。
3.一种采用权利要求1所述碳纤维编织复合板热成形装置柔性成型方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
第一步：按三维数字模型生成初始加工轨迹；
第二步：通过电阻丝(8)将热压头加热，通过温控器使热压头温度稳定在170℃；
第三步：将碳纤维编织复合板(3)通过压板(4)夹持于板料装夹装置(5)上；
第四步：将热压头(2)对夹持于工作台上的碳纤维编织复合板(3)，按照初始加工轨迹完成成形。
CN2013101388715A 2013-04-18 2013-04-18 一种碳纤维编织复合板热成形装置及方法 Pending CN103192519A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013101388715A CN103192519A (zh) 2013-04-18 2013-04-18 一种碳纤维编织复合板热成形装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013101388715A CN103192519A (zh) 2013-04-18 2013-04-18 一种碳纤维编织复合板热成形装置及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103192519A true CN103192519A (zh) 2013-07-10

Family

ID=48715419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2013101388715A Pending CN103192519A (zh) 2013-04-18 2013-04-18 一种碳纤维编织复合板热成形装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103192519A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103480713A (zh) * 2013-08-14 2014-01-01 西北工业大学 柔性拉形装置及利用柔性拉形装置进行板料拉形的方法
CN104959461A (zh) * 2015-05-25 2015-10-07 上海交通大学 激光辅助加热工具
CN108273903A (zh) * 2016-12-29 2018-07-13 福特全球技术公司 利用加热的触针渐进成形原型部件的方法和装置
CN114474779A (zh) * 2022-02-17 2022-05-13 北京航空航天大学 一种纤维增强复合材料预制体的渐进成形方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09234785A (ja) * 1996-02-29 1997-09-09 Sumitomo Heavy Ind Ltd シートの加熱方法及びその装置
CN1544238A (zh) * 2003-11-17 2004-11-10 中国航空工业第一集团公司北京航空材 碳纤维增强复合材料的自电阻加热成型方法
CN101318203A (zh) * 2008-06-24 2008-12-10 南京航空航天大学 板料电加热数控渐进成形加工方法及装置
CN102717518A (zh) * 2012-06-25 2012-10-10 江苏大学 碳纤维复合材料一体化制造、试验装置及试验方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09234785A (ja) * 1996-02-29 1997-09-09 Sumitomo Heavy Ind Ltd シートの加熱方法及びその装置
CN1544238A (zh) * 2003-11-17 2004-11-10 中国航空工业第一集团公司北京航空材 碳纤维增强复合材料的自电阻加热成型方法
CN101318203A (zh) * 2008-06-24 2008-12-10 南京航空航天大学 板料电加热数控渐进成形加工方法及装置
CN102717518A (zh) * 2012-06-25 2012-10-10 江苏大学 碳纤维复合材料一体化制造、试验装置及试验方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103480713A (zh) * 2013-08-14 2014-01-01 西北工业大学 柔性拉形装置及利用柔性拉形装置进行板料拉形的方法
CN104959461A (zh) * 2015-05-25 2015-10-07 上海交通大学 激光辅助加热工具
CN104959461B (zh) * 2015-05-25 2017-07-28 上海交通大学 激光辅助加热工具
CN108273903A (zh) * 2016-12-29 2018-07-13 福特全球技术公司 利用加热的触针渐进成形原型部件的方法和装置
CN108273903B (zh) * 2016-12-29 2021-08-27 福特全球技术公司 利用加热的触针渐进成形原型部件的方法和装置
US11179869B2 (en) 2016-12-29 2021-11-23 Ford Global Technologies, Llc Method and apparatus for incrementally forming prototype parts with a heated stylus
US11931929B2 (en) 2016-12-29 2024-03-19 Ford Global Technologies, Llc Method and apparatus for incrementally forming prototype parts with a heated stylus tool
CN114474779A (zh) * 2022-02-17 2022-05-13 北京航空航天大学 一种纤维增强复合材料预制体的渐进成形方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102173060B (zh) 一种碳纤维增强复合材料构件制造装置及方法
EP2894019B1 (en) Manufacturing method for article molded from fiber-reinforced composite material, and article molded from fiber-reinforced composite material
JP6109196B2 (ja) 繊維強化された成形部材の製造中に繊維スクリムから三次元のプリフォームを製造する方法並びに装置
CN103192519A (zh) 一种碳纤维编织复合板热成形装置及方法
JP6231015B2 (ja) 繊維強化された成形部材の製造中に繊維スクリムから三次元のプリフォームを製造する方法並びに装置
CN103357875A (zh) 一种矢量烧结***及增材制造方法
CN103341943B (zh) 塑料板料高压热风渐进成形装置及其成形方法
CN103465593B (zh) 车顶棚天然纤维复合材料内饰板的级进模压工艺及装置
CN106425314A (zh) 一种带筋钛合金曲率构件的组合制造方法
CN202037880U (zh) 一种碳纤维增强复合材料构件制造装置
CN106926478B (zh) 碳纤维汽车零部件hp-rtm连续生产线及其生产方法
CN111716761A (zh) 异形曲面芳纶纸蜂窝简易预定型模具及其制作方法
CN106734565A (zh) 一种汽车顶棚连续模压装置及生产方法
JP2004330785A (ja) 繊維半製品から繊維予備成形物を製造するための方法及び装置
CN102729364A (zh) 热塑性树脂基编织复合材料热成型模具结构
CN103072258B (zh) 一种防撞部件及其制备方法和用途
CN104786518B (zh) 一种生产纤维增强型复合材料预成型的冲压方法及设备
CN105855820A (zh) 一种框架模具快速制造方法
CN106827573B (zh) 碳纤维汽车零部件hp-rtm柔性生产线及其生产方法
CN102189707A (zh) 一种用于冷热压成型生产设备的新工艺方法
CN203371715U (zh) 塑料板料高压热风渐进成形装置
CN105057528B (zh) 汽车转向活塞单工位多向挤压精密成形工艺
CN103342039A (zh) 一种复合材料覆盖件预浸料装置及其成形方法
CN205702004U (zh) 一种节能型汽车冲压件
CN105935863A (zh) 一种硬质快速模具的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20130710