自动化真空导入成型设备的制作方法

本实用新型属于复合材料成型领域，具体涉及一种自动化真空导入成型设备。

背景技术：

在目前的材料中，复合材料因其质轻高强而被广泛应用。针对复合材料的制造工艺有多种，其中，最近兴起的真空导入工艺(Vacuum infusion process，VIP)在模具上铺增强材料(如玻璃纤维、碳纤维、夹心材料等)，然后铺真空袋，并抽出体系中的空气，在模具型腔中形成负压，利用真空产生的压力把不饱和树脂通过预铺的管路压入纤维层中，让树脂浸润增强材料最后充满整个模具，制品固化后，揭去真空袋材料，从模具上得到所需的制品。

相对于传统制造工艺(如手糊或喷射工艺)，真空导入工艺所得制品重量更轻，强度更高。然而，现有的真空导入也面临许多缺陷：(1)需要人工配胶，特别是针对树脂用量和固化比例，需要的人力、时间较多；(2)气味较大，由于进料口多，现场同时配置多桶树脂敞开暴露于空气中；(3)操作过程需要经验丰富的工人现场监控，判断浸润效果、手动控制真空开关等，对人员要求高，操作误差较大，容易产生次品；(4)无法确定抽真空操作时间，需要每次测试树脂流速；(5)全部进料口停止树脂进料后，仍然需要人工跟踪回收管树脂回流情况判断保压时间；(6)对结构复杂部位树脂浸韧效果不易判断；(7)真空袋膜操作复杂，属于一次性消耗品，效率低下。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于现有技术中存在的问题，克服其缺点和不足，提供一种自动化真空导入成型设备，其能够实现自动配胶、节约人力、减少操作误差、提高产品质量、提高生产效率。

为了实现以上目的，本实用新型提供了一种自动化真空导入成型设备，其包括：自动配胶系统、硅胶上模机构、浸润效果监测系统、自动流程控制系统、真空泵、电源控制机构和中央控制器，所述自动配胶系统、所述硅胶上模机构、所述浸润效果监测系统、所述自动流程控制系统、所述真空泵分别与所述电源控制机构以及所述中央控制器电连接。

在本实用新型的设备中，所述自动配胶系统包括至少两个料罐、至少两个蠕动泵、电子秤、静态混合器、混合罐、树脂收集罐和自动配胶控制器，每个所述料罐分别与每个所述蠕动泵通过管道连接，每个所述蠕动泵分别通过管道连接所述电子秤，所述电子秤与所述静态混合器、所述混合罐、所述树脂收集罐通过管道依次连接，所述自动配胶控制器分别与所述料罐、所述蠕动泵、所述电子秤、所述静态混合器、所述混合罐和所述树脂收集罐电连接，并对其进行控制，所述树脂收集罐通过管道连接至所述硅胶上模机构。

在本实用新型的设备中，所述管道为硅胶软管。

在本实用新型的设备中，所述浸润效果监测系统包括光学传感器，所述光学传感器与所述中央控制器电连接。

在本实用新型的设备中，所述硅胶上模机构是由有机硅材料、柔性织物、有机硅材料依次序组成的三明治夹层结构。

在本实用新型的设备中，所述自动流程控制系统包括生产过程监测系统和生产过程报错系统。

在本实用新型的设备中，所述设备还包括排气管。

在本实用新型的设备中，所述设备还包括壳体。

在本实用新型的设备中，所述设备还包括人机交互界面。

在本实用新型的设备中，所述设备还包括紧急按钮。

本实用新型的自动化真空导入成型设备中，自动配胶系统可实现零VOC(挥发性有机化合物)排放，无需配胶人员，节省前期准备时间；浸润效果监测系统能够自动判断浸润效果，降低工人技术要求，接近100％成品率；硅胶上模可以减少耗材；自动流程控制系统通过智能编程，进行全自动流程控制，实现一键操作，提高工作效率，减少操作误差。

与现有的真空导入成型设备相比，本实用新型的自动化真空导入成型设备具有以下优势：

(1)自动计算树脂流速，并根据流速自动配胶，较少人力，较少前期准备时间；

(2)改善工人操作环境；

(3)自动判断树脂浸润效果；

(4)当树脂布满模具后自动关闭树脂开关，自动控制真空度，降低人员要求，减小操作误差，提高产品质量；

(5)使用硅胶上模，减少该工艺的耗材，大幅度提高效率；

(6)自动计算保压时间：自动流程控制系统还可根据保压时间设定值自动倒计时，从而实现自动计算保压时间；

(7)制品质量轻；

(8)制品精度高，厚度误差小于5％；

(9)产品质量稳定；

(10)制品气泡少、不鼓泡、耐水性提高。

附图说明

图1是根据本实用新型的自动化真空导入成型设备的结构示意简图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

本实用新型的自动化真空导入成型设备包括自动配胶系统、硅胶上模机构、浸润效果监测系统、自动流程控制系统、真空泵、电源控制机构和中央控制器，所述自动配胶系统、所述硅胶上模机构、所述浸润效果监测系统、所述自动流程控制系统、所述真空泵分别与所述电源控制机构以及所述中央控制器电连接。(真空泵功能文字说明详见第4页)

如图1所示，自动配胶系统包括至少两个料罐101、102、至少两个蠕动泵201、202、电子秤(图中未示出)、静态混合器3、混合罐4、树脂收集罐5和自动配胶控制器(图中未示出)，料罐101与蠕动泵201通过管道(图中未示出)连接，料罐102与蠕动泵202通过管道(图中未示出)连接，蠕动泵201、202分别通过管道(图中未示出)连接电子秤(优选数量与蠕动泵的数量相对应)，电子秤与静态混合器3、混合罐4、树脂收集罐5通过管道(图中未示出)依次连接，自动配胶控制器分别与料罐101、102、蠕动泵201、202、电子秤、静态混合器4、混合罐4和树脂收集罐5电连接，并对其进行控制，所述树脂收集罐通过管道(图中未示出)连接至所述硅胶上模机构。

在一种优选的实施方式中，蠕动泵101、102为两个，其中一个为用于输送树脂的第一蠕动泵，另一个为用于输送固化剂的第二蠕动泵。料罐101、102分别装有树脂和固化剂，这两者可分别通过连通的蠕动泵进行输送。运行时，自动配胶控制器根据预先计算好的树脂与固化剂的比例，自动控制树脂蠕动泵和固化剂蠕动泵的转速比，进行配胶，把树脂和固化剂按照指定比例(该比例由操作者预先设定在控制器中)输送至静态混合器中进行混合，再将混合物收集到树脂收集罐中，从而花费较少人力和较少前期准备时间，改善了工人的操作环境。当所述树脂收集罐中的液体质量大于第一设定值时，所述自动配胶系统停止运行；当树脂开始导入模具且树脂收集罐中的液体质量小于第二设定值时，所述自动配胶系统重新运行；所述第一设定值和所述第二设定值可根据模具的尺寸大小，由程序员在编写配方时输入。

在一种优选的实施方式中，用于连接各系统或机构的管道为硅胶软管。

浸润效果监测系统包括光学传感器(图中未示出)，该光学传感器与中央控制器电连接。使用时，光学传感器放置于模具内。当树脂开始被导入模具后，玻璃纤维等增强材料经过树脂浸润会产生颜色变化，则该光学传感器感应到颜色变化后将信号传输到中央控制器中，从而判断树脂在模具中的浸润情况，有利于实时监控树脂的真空导入情况，实现自动化控制，当树脂布满模具后自动关闭树脂开关，自动控制真空度，降低人员要求，减小操作误差，从而提高产品质量。

硅胶上模机构是由有机硅材料、柔性织物、有机硅材料依次序组成的三明治夹层结构，其替代了常规真空导入工艺所使用的由脱模布、导流网、导流管、进料口、塑料真空袋、密封胶带等一次性耗材组成的上模机构。使用时，首先在产品底模上涂上脱模蜡，然后铺设纤维织物，最后把硅胶上模机构的密封胶条嵌入到底模的凹槽中，即可完成合模过程。现有的塑料真空袋的铺设过程极为复杂，并且耗费大量的人力和工时，更重要的是，塑料真空袋为一次性产品，成本高，在经济效益和环保方面均处于绝对的弱势。而本实用新型所采用的硅胶上模机构，能够一次铺设完成，铺设时间仅为塑料真空袋的15％左右，大大节省了人力，简化了生产工艺，大幅度提高效率，且该硅胶上模机构可以重复使用，经济环保。

自动流程控制系统包括生产过程监测系统和生产过程报错系统，其功能是根据生产过程的逻辑，自动判别下一步生产指令。若当前条件符合继续生产要求，系统自动启动下一个生产步骤，若当前条件未能符合继续生产的要求，则系统会自动报错，并提醒操作人员需要如何调整，从而提高生产效率。

电源控制机构用于为设备接通或断开电源。

在一种优选的实施方式中，本实用新型的自动化真空导入成型设备的真空泵6用于对模腔抽真空。真空泵6优选通过金属软管(图中未示出)分别与树脂收集罐5连接和模腔相连接；真空泵与电源控制机构以及中央控制器电连接。在导入过程中，真空泵根据真空度设定值抽真空，当真空度大于第一设定值时，真空泵停止运作，自动混料系统开始运行；当真空度小于第二设定值时，真空泵重新开始运行。保压阶段，自动流程控制系统根据保压时间设定值倒计时，期间，当真空度大于第一设定值时，真空泵停止运作；当真空度小于第二设定值时，真空泵重新开始运行。当保压时间倒计时至0时，单次生产结束。

在一种优选的实施方式中，本实用新型的自动化真空导入成型设备还包括排气管，用于将空气排出。

在一种优选的实施方式中，本实用新型的自动化真空导入成型设备还包括壳体，用于容纳各种硬件设备。

在一种优选的实施方式中，本实用新型的自动化真空导入成型设备还包括人机交互界面(可包括若干按键或可触摸屏幕)，以便于操作者对设备进行控制。

在一种优选的实施方式中，本实用新型的自动化真空导入成型设备还包括报警装置，以便于在发生异常情况时，发出警报，提醒操作者及时进行处理。

在一种优选的实施方式中，本实用新型的自动化真空导入成型设备还包括紧急按钮，用于在紧急情况下切断电源。

在本实用新型的自动化真空导入成型设备中，自动配胶系统可实现零VOC排放，无需配胶人员进行人工配胶，节省了前期的准备时间。浸润效果监测系统能够自动判断浸润效果，从而降低了对工人的技术要求，接近100％成品率。硅胶上模机构可以有效地减少耗材，节约成本，经济环保。自动流程控制系统通过智能编程，能够对生产过程进行全自动流程控制，实现一键操作，提高工作效率，减少操作误差。实际应用效果表明，通过本实用新型的自动化真空导入成型设备制得的产品质量轻，制品精度高，厚度误差小于5％，产品质量稳定，制品气泡少、不鼓泡、耐水性提高。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何在未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均因为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。