碳纤维激光制造及其原位3D织造一体化成型设备的制作方法

文档序号:14226234阅读:来源:国知局

技术特征:

1.碳纤维激光制造及其原位3D织造一体化成型设备,其特征在于:包括成型罐、移动式装卸平台、抽气泵和氩气瓶,移动式装卸平台包括移动平台、导轨、齿轮和齿条,在齿轮与齿条的啮合传动下,移动平台可以实现移动以与成型罐内的平台无缝对接,碳纤维织造平台可以在轨道上移动实现移入移出成型罐以便于装卸;成型罐内部包括成型部件、成型机械手、碳纤维原位3D织造成型装置及机械手支撑架,3D织造成型装置可以实现五轴联动;成型机械手包括一体化成型手臂、导向轮一、导向轮二、预氧化纤维丝束、预氧化纤维卷和预氧化纤维放卷辊。

2.根据权利要求1所述的碳纤维激光制造及其原位3D织造一体化成型设备,其特征在于:成型罐替换为两分区成型罐,在成型罐内部设立两扇分隔的可以自动开关的门,成型罐分为两个区:3D织造区及待运载区,在3D织造区完成碳纤维的制造、热塑性树脂包覆及3D织造,氩气瓶和抽气泵只对3D织造区抽除杂质气体及充填氩气,采用氩气纯度分析仪实时测控内部的氩气含量,及时反馈到氩气瓶及抽气泵,通过设定氩气含量阈值,抽气泵及时抽取杂质气体,氩气瓶及时供应氩气。

3.根据权利要求1所述的碳纤维激光制造及其原位3D织造一体化成型设备,其特征在于:3D织造成型装置包括摆动平台、控制电机、齿型同步带、带轮、旋转升降平台、旋转及升降轴、移动平台、滚轮、旋转顶针和固定旋转轴,滚轮由驱动电机对其动力控制,并与成型罐内的导轨对接,在滚轮的滚动下,3D织造成型装置可以移动;在滚轮的上部有移动平台,对上部的部件起到支撑的作用;在移动平台的上部是旋转及升降轴,该轴采用电机控制其转动,液压驱动其升降;在旋转及升降轴上部是旋转升降平台,与旋转升降轴固定在一起,随其一起运动;控制电机固定于旋转升降平台的支架上,控制带轮的转动;带轮与齿型同步带啮合传动,进而控制与摆动平台固定在一起的带轮的旋转角度,在控制电机控制带传动的运动下,摆动平台可以以一定角度摆动;旋转顶针和固定旋转轴通过支撑架固定于摆动平台,在它们之间夹持成型部件,以一定速度定轴旋转,控制二者之间的间距可以夹持不同大小的成型部件,成型部件就固定于摆动平台上,整个碳纤维原位3D织造成型装置可以实现五轴联动。

4.根据权利要求1所述的碳纤维激光制造及其原位3D织造一体化成型设备,一体化成型手臂包括导向轮三、激光器一、激光器二、反光板、激光制造碳纤维、热塑性树脂包覆装置和碳纤维原位3D织造引导装置,导向轮三位于导向轮二的前方,其高度可以根据碳纤维成型需要进行设置;激光器一和激光器二固定于机械手臂的中部,预氧化纤维丝束从其下部通过,保证激光能够正中照射纤维丝束;在两个激光器的下部安装有反光板,反射部分余光到纤维丝束并防止激光过高的能量对设备造成损坏;激光制造碳纤维进入热塑性树脂包覆装置,热塑性树脂包覆装置可以对热塑性树脂进行熔融塑化,并对碳纤维实现原位热塑性树脂包覆;包覆上热塑性树脂的碳纤维复合材料在碳纤维原位3D织造引导装置的引导下对碳纤维织造成型部件进行自动化织造。

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