一种制备三维纤维增强复合材料的干燥固化一体化装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种制备复合材料的干燥固化装置。
【背景技术】
[0002]复合材料已经发展成为与金属材料、无机非金属材料、高分子材料并列的四大材料体系之一。三维纤维增强复合材料是指以在空间相互交织形成不分层的整体结构的三维纤维为增强体、树脂为基体固化成型的复合材料，具有重量轻、比强度高、耐腐蚀、尺寸稳定性好等优异的综合特性，厚度方向有一组经纱连接克服了铺层复合材料和蜂窝夹层复合材料易分层这一致命弱点，具有良好的层间性能与抗冲击性能，在国防和国民经济各领域得到了广泛应用。
[0003]制备三维纤维增强复合材料的常用方法是将选定的三维纤维增强体放入配置好的树脂溶液充分浸渍，挤胶后形成复合体，然后干燥固化制得坯件，最后机加制得制品。目前制备该种复合材料时干燥工序与固化工序分别使用不同的工装，复合体加热干燥之后待工装降至室温时将其从干燥工装上拆下，然后在室温下将其装入固化工装进行加热固化，该方案主要存在以下问题:
[0004](I)干燥与固化分别使用不同的工装，每次需要将干燥工装与固化工装分别从室温加热到所需温度，重复加热造成了大量的热量浪费，能耗高。
[0005](2)固化加压时需要固化炉通过炉内空气施加额外压力，对设备要求高，能耗高。
[0006](3)每块产品单独封装，同时固化多件产品时需要内腔尺寸很大的固化炉，由于炉体热惯量大，加之空气热熔值较小，空温和模具升温较慢，需要更长的加热时间，能耗高。
[0007](4)由于固化平台尺寸限制，每次固化产品数量有限，难以满足批量化生产时需要。
【发明内容】
[0008]本发明要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，本发明提供了一种制备三维纤维增强复合材料的干燥固化一体化装置，提高干燥与固化的能源利用率，降低能源消耗，为广品施加可调节的成型压力，提尚生广效率。
[0009]本发明所采用的技术方案是:一种制备三维纤维增强复合材料的干燥固化一体化装置，包括:堆叠机构、加压机构、丝杆和摇杆；堆叠机构包括固定支撑轴、移动支撑轴、下隔板、上隔板、上底座、下底座、上顶板、下顶板、滑动底座和透气均压板；下隔板等间距固定在固定支撑轴上，上隔板等间距固定在移动支撑轴上，上隔板和下隔板间隔布置；上底座、下底座分别安装在固定支撑轴的两端，移动支撑轴两端穿过上底座、下底座，分别与上顶板、下顶板连接；滑动底座为环状结构，套在移动支撑轴上，分别安装在移动支撑轴与上底座、移动支撑轴与下底座的连接处，用于上隔板的定位；下隔板上表面和上隔板下表面安装有透气均压板，透气均压板上均匀分布有透气孔；加压机构包括加压弹簧、弹簧导向轴、加压螺母、加压丝杆、加压板；加压丝杠分别安装在下底座上，弹簧导向轴分别穿过下底座与下顶板连接，加压弹簧分别套在弹簧导向轴上；加压板架设在两个弹簧导向轴上端，加压板在弹簧导向轴上滑动，加压螺母安装在加压丝杠上且位于加压板的上方，拧紧加压螺母，加压板向下移动压缩弹簧；丝杆一端穿过上顶板中心的螺纹孔安装在上底座的中心处，丝杠另一端连接摇杆，转动摇杆使得丝杆带动上顶板向上或向下移动。
[0010]所述的上底座、下底座、上顶板或下顶板为长方形的框架结构，长方形边框中部有“十”字形的加强筋。
[0011]所述上顶板或下顶板的一组平行的侧边框与上底座、下底座的一组平行的侧边框的边长相等；所述上顶板或下顶板的另一组平行的侧边框的边长小于上底座、下底座的另一组平行的侧边框的边长。
[0012]所述的固定支撑轴有四根，分别固定在上底座和下底座的四角。
[0013]所述的移动支撑轴有四根，分别固定在上顶板和下顶板的四角。
[0014]所述干燥固化一体化装置还包括耐高温万向轮，安装在下底座底部，用于移动干燥固化一体化装置。
[0015]所述丝杆的轴承底座安装在上底座的中心。
[0016]本发明与现有技术相比的优点在于:
[0017](I)本发明中每一个上隔板和下隔板组成一组干燥固化单元，各干燥固化单元间距可调，装置适应性强，可以生产不同厚度规格的产品；在固化时，通过堆叠机构自重及加压机构对装置产生的压力进行调节，对不同性能要求的材料可以针对性调节，使产品具有多样性。
[0018](2)本发明将对干燥与固化一体化，只需要一次由室温到干燥温度再到固化温度的加热过程，避免重复加热造成大量的热量浪费，大大缩短了加热时间，有效降低能耗，提高了生产效率，降低了生产成本。
[0019](3)本发明装置可通过自身机械加压系统对产品施压，无需固化炉额外加压，对固化炉设备要求降低，有效降低了能耗；本发明装置不受固化平台尺寸限制，可以在有限的空间将所需生产的复合材料堆叠，同时生产多件复合材料产品，可以满足批量化生产需求。
【附图说明】
[0020]图1为本发明干燥固化一体化设备的结构示意图。
[0021]图2为本发明干燥固化一体化设备的正视图。
[0022]图3为本发明干燥固化一体化设备的侧视图。
[0023]图4为图1中C处的局部放大图。
[0024]图5为图1中A处的局部放大图。
[0025]图6为本发明干燥固化一体化设备的俯视图。
[0026]图7为图1中B处的局部放大图。
【具体实施方式】
[0027]如图1、图2、图3所示，一种制备三维纤维增强复合材料的干燥固化一体化装置，包括:堆叠机构、加压机构、丝杆7、摇杆8、耐高温万向轮9。
[0028]如图4所示，本发明的干燥固化一体化装置为单元化结构堆叠形成的机构，单个相邻的上隔板4、下隔板3为一个干燥固化单元，可干燥或固化一层复合材料；多个干燥固化单元从上到下依次堆叠，具体数量可根据工况作调整。
[0029]堆叠机构包括四根固定支撑轴16、四根移动支撑轴17、下隔板3、上隔板4、上底座
5、下底座2、上顶板6、下顶板1、滑动底座10、透气均压板18。四根固定支撑轴16将所有下隔板3等间距固定，固定支撑轴16固定在上底座5、下底座2之间，上底座5、下底座2为长方形的框架结构，长方形边框中部有“十”字形的加强筋，四根固定支撑轴16分别固定在上底座5、下底座2的四角；四根移动支撑轴17将所有上隔板4等间距固定，四根移动支撑轴17固定在上顶板6、下顶板I之间，上顶板6、下顶板I为长方形的框架结构，长方形边框中部有“十”字形的加强筋，四根移动支撑轴17分别固定在上顶板6、下顶板I的四角；上隔板4、下隔板3依次成对构成干燥固化单元，每个上隔板4下方对应一个下隔板3，在装配时保证上隔板4、下隔板3的间距；下底座2、上底座5加装滑动底座10，移动支撑轴17两端穿过安装在上底座5、下底座2两个平行的侧边框上的滑动底座10与上顶板6、下顶板I连接；上顶板6位于上底座5的上方，下顶板I位于下底座2的下方，上顶板6、下顶板I的一组平行的侧边框与上底座5、下底座2的一组平行的侧边框的边长相等，上顶板6、下顶板I的另一组平行的侧边框的边长小于上底座5、下底座2的另一组平行的侧边框的边长。滑动底座10的材料为黄铜。
[0030]每个干燥固化单元间距可调节，由四根移动支撑轴17固定的上隔板4可同时向上或向下移动，以增大或减小隔板间距；如图5所示，丝杆7的推力轴承底座安装在上底座5的中心，上顶板6中心开有螺纹孔，丝杆7 —端通过上顶板6中心的螺纹孔顶在推力轴承上，转动连接在丝杠7另一端的摇杆8，丝杆7带动上顶板6向上或向下移动。调整好单元间距，即下隔板3与上隔板4的间距，便可以进行产品坯件的干燥。耐高温万向轮9安装在下底座2的底部四角。
[0031]如图6所示，下隔板3