一种用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种复合材料低成本快速成型设备，尤其是一种用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备。
【背景技术】
[0002]随着复合材料技术应用日臻成熟，复合材料近年来也发展迅猛。为了进一步满足复合材料推广应用的需求，规模化生产技术，低成本快速成型技术成为当今复合材料领域的热点之一。实现复合材料低成本快速成型，不仅要从材料本身性能和成型工艺进行改进，更要对制备复合材料的设备进行研发、改造、升级。
[0003]热压罐、烘箱、压力机是传统的复合材料成型设备，原理均为通过对模具周围环境加热以热传导的方式对模具进行加热，该加热方式缺点在于模具的升温速率受限于模具表面的热交换系数，同时又受限于复合材料成型工艺中使用的辅助材料的耐温性能。以经典的热压罐为例，设备内腔的材料重量远远大于复合材料模具的重量，因此设备功率很大，能耗很高，使能耗成本占复合材料生产成本的比重较大。另外，热压罐、烘箱的加热过程，需要伴随内部定向气流的流动以提高热交换效率，但是就造成复合材料模具的各部位受热不均匀，迎风面热交换快，背风面慢，模具各部位温差大。不同模具间由于受到不同的气流传热，模具间的温差大。因此，进热压罐、烘箱的复合材料固化工艺，需要限定升温速率上限，对模具也有较高要求，防止温差过大，影响复合材料产品的质量。由传统复合材料成型设备能力，限制了复合材料技术的发展。为适应上述模具温差大，升温慢等制约，复合材料的树脂基体进行了大量的改性，成型技术、模具设计等均开展了大量适应性研宄，投入巨大的成本。
[0004]综上所述，以热压罐代表的传统的复合材料成型设备的工艺成本高，耗能大，复合材料固化周期长，生产效率低。同时设备系统复杂，建设成本高。
[0005]而压力机成型，需要阴阳配对模具，对模具制造要求高，制造成本高，模具厚重，加热影响区包括压力机的部件，加热材料重量大，功率很大。且难以适应大尺寸、较复杂形状广品的制造。
[0006]同时，受材料界面热交换系数的制约，以及制造真空袋的非金属辅助材料耐温能力的制约，传统的复合材料固化成型设备难以实现较高的升温速率，这使复合材料固化成型工艺周期需要数小时甚至数十小时，生产效率受此制约，要实现规模化生产，设备投入规模大，分担成本高。树脂的固化热过程长，易发生性能的变化，导致复合材料产品出现缺陷等问题。
[0007]为此，以传统热传导方式加热模具制备复合材料的这类成型工艺难以有效实现复合材料低成本快速成型。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于，提供一种用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备。
[0009]用于解决问题的方案
[0010]为了实现上述目的，本发明创造提供一种用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备，包括:
[0011]壳体；
[0012]电磁感应加热模块，其设置在所述壳体内，并能够根据下述集成控制模块的指令，调节电磁强度及感应加热脉冲时间间隔；
[0013]测温模块，其设置在所述电磁感应加热模块的加热区域内，并能够检测并向下述集成控制模块发送所述加热区域的温度；
[0014]集成控制模块，其设置在所述壳体外部，与所述电磁感应加热模块、所述测温模块连接，并能够根据测温模块的温度信息和/或预先设置的阈值控制所述电磁感应加热模块。
[0015]优选地，用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备，所述壳体为快开门压力容器；还包括压力控制模块，其设置在所述快开门压力容器上，并能够根据所述集成控制模块的指令，对所述快开门压力容器进行加压、稳压或减压。
[0016]优选地，用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备，还包括真空控制模块，其设置在所述快开门压力容器上，并能够根据所述集成控制模块的指令，对复合材料进行真空化。
[0017]优选地，用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备，还包括冷却模块，其设置在所述快开门压力容器上，并能够根据所述集成控制模块的指令，控制冷却模块中的冷却风机的启停。
[0018]优选地，用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备，所述测温模块包括热电偶，用于检测所述加热区域的温度；所述电磁感应加热模块包括一个或一个以上的电磁感应加热线圈，每个所述电磁感应加热线圈的加热区域内均设有一个或一个以上的热电偶。
[0019]优选地，用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备，所述复合材料铺设在模具上，且外包有真空袋。
[0020]优选地，用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备，所述电磁感应加热线圈为环形线圈、平面线圈、曲面线圈中的一种或几种。
[0021]一种复合材料的电磁感应加热快速成型工艺，包括以下步骤:
[0022]在模具上将未固化的复合材料铺覆完成，并在所述复合材料外包覆真空袋；
[0023]将热电偶装入上述模具，对所述真空袋进行真空化；
[0024]将所述真空袋包覆好的模具放入电磁感应线圈中；
[0025]在集成控制模块中设定固化温度、压力参数，启动感应线圈对模具进行加热，开始固化；
[0026]根据测温模块反馈的温度，对内部充气加压，继续固化过程；
[0027]固化结束后，泄压降温取出产品。
[0028]有益效果
[0029]1、采用电磁感应线圈直接作用金属模具自发加热的方式，可实现升温快，耗能低，大幅缩短复合材料固化成型工艺周期，具备了低成本快速成型的条件。
[0030]2、采用电磁感应加热，仅加热复合材料成型模具本身，设备其它结构不产生能耗，因此能耗可大幅度降低。同时模具自身发热，不受热交换系数的限制，在复合材料本身可以允许的范围内，可以产生较高的升温速率，如I?10°c /min，大幅度缩短工艺周期，适应规模化生产，设备产出效率大幅提高，从而实现低成本快速成型。
【附图说明】
[0031]图1为本发明一实施例的结构示意图；
[0032]图2为本发明一实施例的结构示意图；
[0033]图3为本发明一实施例的结构示意图；
[0034]图4为本发明一实施例的结构示意图；
[0035]图5为本发明一实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0036]下面对本发明创造实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明创造部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明创造中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明创造保护的范围。
[0037]如图1至图4所示，为本发明的结构示意图。
[0038]一种用于复合材料的电磁感应加热快速成型设备，包括:
[0039]壳体I ;
[0040]电磁感应加热模块4，其设置在所述壳体I内，并能够根据集成控制模块3的指令，调节电磁强度及感应加热脉冲时间间隔；
[0041]测温模块2，其设置在所述电磁感应加热模块4的加热区域内，并能够检测并向下述集成控制模块发送所述加热区域的温度；
[0042]集成控制模块3，其设置在所述壳体I外部，与所述电磁感应加热模块4、所述测温模块2连接，并能够根据测温模块2的温度信息和/或预先设置的阈值控制所述电磁感应加热模块4。
[0043]在一种可能的实施方式中，测温模块2包括热电偶，用于检