本发明涉及快速成型领域和树脂基复合材料成型领域，具体是一种用塑形板数控无模成形机将塑形板加工成具有预定形状的塑形板制品，然后用喷射成型技术和真空袋压技术对塑形板制品进行加固，进而获得复合材料加固塑形板制品的成型工艺。
背景技术：
常规的树脂基复合材料和高分子材料制品的制造都需要模具，如果只生产少量产品或制作新产品的样品，采用常规生产方法将提高成本、延长生产周期。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种不需要模具而获得复合材料加固塑形板制品的成型工艺。
本发明是这样实现的：
本发明的塑形成型工艺，包括以下步骤：
(1)用CAD软件设计工件的三维模型，进行成型工艺规划和加工路径规划，生成数控成形头动作步骤和加工轨迹。
(2)将塑形板固定在塑形板数控无模成形机上，塑形板数控无模成形机依据所设定的程序控制数控成形头对塑形板进行塑形。塑形原理：数控成形头上的热气流喷射口对塑形板上一小块区域进行加热使其达到成型温度，与此同时数控成形头上的辊轮辊压在此区域上，使该区域变形，数控成形头按照预定加工轨迹对塑形板进行连续的加热和辊压；整个成型过程分为两个阶段，第一阶段数控成型头一层一层在XY平面进行逐层成型，第二阶段数控成型头在XYZ三维空间对曲面和斜面进行成型。
(3)取下塑形板制品，对此塑形板制品进行清理。在塑形板内表面均匀涂一层胶剂，然后用小型复合材料喷射成型机向塑形板的内表面均匀喷涂适当厚度的短切纤维、树脂和各种添加剂的混合物，在树脂凝胶前将其放入真空袋中并抽真空，以便排出气泡并压实，而后固化，修整。获得复合材料加强的塑形板制品，其力学性能得到大幅提高。此塑形板制品可以作为最终的产品，也可以作为手糊成型、喷射成型等复合材料低压接触成型的模具。
本发明所述的塑形板，具有良好热延伸性、成型收缩率低、成型温度较低、分解温度高、热导率较高等性质，如：聚苯乙烯和ABS等塑料板。
本发明所述的塑形板数控无模成形机，包括计算机数控系统、动力系统、热气流生成装置、数控成形头、塑形板固定装置和机架等。数控成形头上有辊轮和热气流喷口，热气流喷口对准辊轮和塑形板的下一接触区域的中心线，以便辊轮到达时此区域已达到成型温度；热气流喷口的宽度小而长度较大，可以避免达到成型温度的区域过宽，辊轮辊压时造成旁边的塑形板变形过大。数控成形头可以沿X、Y、Z三个轴向移动，数控成形头还可以沿自身的中心轴转动。数控成形头上的辊轮尺寸越小，则塑形板制品的精度越高，但加工轨迹会更长、更复杂。
本发明所述的塑形板数控无模成形机与现有的金属板料数控无模成形机的构成相似，主要区别为：(1)塑形板数控无模成形机的数控成形头上有辊轮和热气流喷射口，数控成形头可以沿XYZ三个轴向移动并且可以沿中心轴转动，而金属板料数控无模成形机的成形头为一个金属压头，可以沿XY两个轴向移动(2)金属板料数控无模成形机的金属板料固定装置可以沿Z轴移动，并且金属板料下面有支架和支撑模型，塑形板数控无模成形机的塑形板固定装置不能移动，塑形板下面无支撑物(3)塑形板数控无模成形机有热气流生成装置，而金属板料数控无模成形机没有；(4)塑形板数控无模成形机主要成形高分子塑料类板材，金属板料数控无模成形机成形金属板材。
本发明所述的复合材料喷射成型工艺不包括用辊子辊压的步骤。
本发明可以快速生产出新产品的样品，并且成本低。在生产少量树脂基复合材料或高分子材料产品具有优势，成本低、生产周期短。
具体实施方式
(1)用CAD软件设计产品的三维模型，进行成型工艺规划和加工路径规划，生成成型头动作步骤和加工轨迹。
(2)将塑形板固定在塑形板数控无模成形机上，开启塑形板数控无模成形机对塑形板进行加工。数控成形头移动到加工起始位置，热气流喷口向加工起始区域喷射热气流，数控成形头上的辊轮(1)压向加工起始区域，压到预定厚度后，停止Z轴方向的移动，在XY平面上辊压，在辊轮(1)辊压到某一区域前，热气流刚好将此区域加热到成型温度；当数控成形头的移动方向发生改变时，辊轮(1)沿Z轴方向提起，沿中心轴(4)转动预定角度，而后沿Z轴移动到原来的位置，继续辊压；滚轮(1)可以在XY平面上沿环形轨迹连续辊压；当数控成形头完成第一层的塑形后，将在第二层的起始区域沿Z轴压到预定厚度，而后完成第二层的塑形，直至完成所有层次的塑形。如果制品有曲面或斜面，则以上的塑形将使曲面有层次、不连续、不光滑，此时塑形板数控无模成形机将对塑形板执行第二阶段塑形，此阶段数控成形头将沿XYZ三个轴向同时移动，如果曲面复杂，辊轮(1)也将同时沿自身的中心轴(4)转动；辊轮(1)的辊压轨迹是由曲面的底部向曲面的顶部辊压，或由曲面的顶部向曲面的底部辊压，辊轮(1)辊压到顶部或底部后，沿中心轴(4)转动预定角度，继续辊压，完成预定辊压轨迹后，曲面变得连续、光滑。数控成形头完成所有操作后，塑形板变为所设计的形状，成为塑形板制品。
(3)取下塑形板制品，固定塑形板制品，将其内表面朝上，将其内表面清理干净。在塑形板的内表面上均匀涂一层胶黏剂，然后用小型复合材料喷射成形机向塑形板内表面均匀喷涂适当厚度的短切纤维、树脂和各种添加剂的混合物。在树脂凝胶前将制品放入真空袋，将真空袋紧贴制品铺平，密封真空袋，抽真空，而后固化。取出制品，去除其边缘，清理塑形板制品外表面。获得复合材料加强的塑形板制品，其力学性能得到大幅提高。
(4)此复合材料加固塑形板制品可以作为最终的产品；可以作为产品的一半，将两个一样的或不一样的塑形板制品粘接在一起成为最终的产品；也可以作为手糊成型、喷射成型等复合材料低压接触成型的模具。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。