本发明属于材料形变技术领域，涉及一种碳纤维复合材料的弯曲矫正方法。
背景技术：
碳纤维作为一种重要的无机纤维材料，除了优异的力学性能，还具有多种优良性能，如耐高温、抗化学腐蚀、低电阻、高热导、低热膨胀等，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，已成为目前不可或缺的增强纤维材料，经常用于复合材料中的增强体，在能源、建筑、材料等领域具有广泛的应用前景。
根据复合材料基材的不同，复合材料通常可分为高分子基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料三大类，其中碳纤维经常用作高分子材料的增强材料，其中的高分子材料一般选择塑料树脂类，该复合材料通常称为碳纤维增强塑料，强度、硬度较高，耐磨性好，但也存在加工难度大的问题。
在碳纤维复合材料的制备及应用过程中，可能会存在变形弯曲的问题，例如用作机械臂的手指，在成型过程中因铁芯变形而造成弯曲偏大或偏小，无法达到使用标准，因而需要进行矫正，但基于该材料的特性，矫正难度较大，容易破坏产品结构，损伤外观，造成产品质量不合格，因而需要选择合适的方法来进行碳纤维复合材料的矫正变形。
cn106799828a公开了一种纤维增强树脂基复合材料矩形管矫正方法，该方法包括：在矫正平台上放上矩形管，在矩形管上垫上不同厚度的软质材料形成反弯曲线，并用夹具在两端固定住矩形管，通过加热复合材料制品到热变形温度以上，保温一定时间，冷却后松掉夹具；该方法对矩形管的弯曲调控较为粗糙，难以控制调节精度，且适用范围较窄。
cn107471617a公开了一种复合材料舱段矫形工装及矫形方法，所述矫形工装包括面板、支撑板、滑块、顶块、磁力表座和百分表，所述面板为一圆环，面板上有周向凹槽，所述滑块带有一凸台，带动滑块在凹槽内滑动，所述顶块用于对待矫形的舱段进行变形；该方法通过在设定的温度下，使用该工装对复合材料舱段进行矫形，但该工装结构复杂，矫形方法操作复杂，可矫形的产品结构单一，适用范围较窄。
综上所述，对于碳纤维复合材料的弯曲矫正，还需要寻求一种适用性广，操作简单的方法，能够对不同形变的产品进行精确矫正，又不造成产品结构及外观的破坏。
技术实现要素：
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种碳纤维复合材料的弯曲矫正方法，所述方法根据碳纤维复合材料弯曲度的大小，在复合材料的不同位置设置辅助垫片并选择受力点，进行弯曲度异常的矫正，得到符合要求的产品；所述方法操作简单，矫正效率高，不会造成产品结构及外观的损坏，适用性广。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种碳纤维复合材料的弯曲矫正方法，所述弯曲矫正方法包括以下步骤：
(1)将待矫正的碳纤维复合材料平放，选择矫正点后测量弯曲度；
(2)根据步骤(1)中弯曲度的大小，在矫正点下方或两侧区域的下方设置辅助垫片，在矫正点两侧选择受力点；
(3)在步骤(2)所述受力点处施加压力进行矫正，得到矫正后的碳纤维复合材料。
本发明中，由于碳纤维复合材料的高强度等特性，在应用加工过程中出现弯曲变形时难以进行矫正加工，因而本发明根据碳纤维复合材料的具体应用要求，根据弯曲度的大小在复合材料的不同位置设置辅助垫片并选择受力点，使得矫正后的产品弯曲度维持在正常范围，符合工艺要求，达到使用标准；所述方法操作简单快捷，矫正效率高，同时避免了对产品结构及外观的损坏，适用范围更广。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述碳纤维复合材料呈条形。
本发明中，所述方法可处理的碳纤维复合材料一般为一维材料，呈条形或柱形，其长径比或长宽比可选择(25～200):1，例如25:1、50:1、75:1、100:1、125:1、150:1、175:1或200:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述碳纤维复合材料包括碳纤维增强塑料。
本发明中，所述复合材料以塑料为基体材料，以碳纤维为增强材料，其中基体材料可选择多种塑料树脂，矫正时温度条件的选择与基体材料的种类以及碳纤维的含量有关。
优选地，步骤(1)所述碳纤维复合材料包括固定区和功能区，所述矫正点为固定区和功能区的连接部。
优选地，所述固定区占碳纤维复合材料总长度的10％～25％，例如10％、12％、15％、18％、20％、22％或25％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述碳纤维复合材料用于制备机械臂的手指时，由于其结构特点，通常分为固定区和功能区两部分，其中固定区和功能区特性的不同，使得两者的尺寸可能不同，形成两者的连接部，弯曲度矫正时的矫正点通常即为此处，便于进行调节控制。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述碳纤维复合材料放置于矫正平台上，所述碳纤维复合材料放置时，两端不要求固定。
本发明中，所述矫正平台为硬质平面结构。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述弯曲度为碳纤维复合材料功能区一侧的端部偏离矫正点的竖直距离。
优选地，所述弯曲度超出正常范围后构成弯曲度异常。
优选地，所述弯曲度的正常范围为1～-2mm，例如1mm、0.8mm、0.5mm、0、-0.5mm、-0.8mm、-1.5mm、-1.8mm或-2mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，根据碳纤维复合材料的弯曲情况，并规定弯曲度为负值，表示复合材料向下弯曲，弯曲度为正值，表示复合材料向上弯曲，向上或向下弯曲过多都会造成弯曲度异常。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述弯曲度高于正常范围时，所述辅助垫片设置于矫正点的下方。
优选地，所述矫正点两侧的受力点分别位于碳纤维复合材料的固定区和功能区。
优选地，所述固定区的受力点距矫正点的距离为固定区总长度的50％～60％，例如50％、52％、54％、55％、56％、58％或60％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述功能区的受力点距矫正点的距离为功能区总长度的30％～40％，例如30％、32％、34％、35％、36％、38％或40％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述弯曲度高于正常范围的情况是材料向上弯曲过大，弯曲度数值过大，因而需要以矫正点处的辅助垫片为支点，两侧施加向下的压力，根据固定区和功能区长度的不同，两者受力点的位置选择也会不同。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述弯曲度低于正常范围时，所述碳纤维复合材料的固定区和功能区各设置一个辅助垫片。
优选地，所述固定区的辅助垫片距矫正点的距离为固定区总长度的50％～60％，例如50％、52％、54％、55％、56％、58％或60％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述功能区的辅助垫片距矫正点的距离为功能区总长度的30％～40％，例如30％、32％、34％、35％、36％、38％或40％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述受力点位于矫正点和辅助垫片之间。
优选地，所述固定区的受力点距矫正点的距离为固定区总长度的25％～30％，例如25％、26％、27％、28％、29％或30％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述功能区的受力点距矫正点的距离为功能区总长度的15％～20％，例如15％、16％、17％、18％、19％或20％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述弯曲度低于正常范围的情况是材料向下弯曲过大，因而需要在两侧设置辅助垫片作为支点，在靠近内侧的位置施加向下的压力。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述辅助垫片的材质与碳纤维复合材料相同。
优选地，所述辅助垫片的厚度随弯曲度异常的增大而增加。
优选地，所述辅助垫片的厚度为2～4mm，例如2mm、2.5mm、3mm、3.5mm或4mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述辅助垫片厚度的大小根据弯曲度异常的大小进行调整，一般弯曲度异常越大，即偏离正常范围越多，所需的垫片厚度越大。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述矫正时，受力点处施加的压力为200～400n，例如200n、240n、270n、300n、320n、350n、380n或400n等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述矫正的温度为150～200℃，例如150℃、160℃、170℃、180℃、190℃或200℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述矫正的时间为3～4min，例如3min、3.2min、3.5min、3.6min、3.8min或4min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，受力点施加压力的大小与弯曲度的大小以及受力点位置的选择有关，同样与其他矫正因素，如温度、时间等因素有关，以尽快完成矫正。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述矫正完成后，测量弯曲度，若弯曲度处于正常范围，则完成碳纤维复合材料的矫正，若弯曲度仍偏离正常范围，则重复步骤(3)直至得到合格弯曲度的碳纤维复合材料。
作为本发明优选的技术方案，所述弯曲矫正方法包括以下步骤：
(1)将待矫正的条形碳纤维复合材料平放，所述碳纤维复合材料包括固定区和功能区，所述固定区占碳纤维复合材料总长度的10～25％，选择矫正点后测量弯曲度，所述矫正点为固定区和功能区的连接部，所述弯曲度超出正常范围后构成弯曲度异常，所述弯曲度的正常范围为-2～1mm；
(2)根据步骤(1)中弯曲度的大小，所述弯曲度高于正常范围时，在矫正点下方设置辅助垫片，在矫正点两侧设置受力点，分别位于固定区和功能区，所述固定区的受力点距矫正点的距离为固定区总长度的50％～60％，所述功能区的受力点距矫正点的距离为功能区总长度的30％～40％；
所述弯曲度低于正常范围时，所述碳纤维复合材料的固定区和功能区各设置一个辅助垫片，固定区的辅助垫片距矫正点的距离为固定区总长度的50％～60％，功能区的辅助垫片距矫正点的距离为功能区总长度的30％～40％，在矫正点和辅助垫片之间设置受力点，固定区的受力点距矫正点的距离为固定区总长度的25％～30％，功能区的受力点距矫正点的距离为功能区总长度的15％～20％；
所述辅助垫片的材质为碳纤维复合材料，所述辅助垫片的厚度随弯曲度异常的增大而增加；
(3)在步骤(2)所述受力点处施加大小为200～400n的压力进行矫正，所述矫正的温度为150～200℃，矫正的时间为3～4min，得到矫正后的碳纤维复合材料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述方法根据碳纤维复合材料弯曲度的大小及弯曲方向，在复合材料的不同位置设置辅助垫片并选择合适的受力点，进行弯曲度异常的矫正，得到符合要求、达到使用标准的产品，成品率可以达到98％以上；
(2)本发明所述方法操作简单快捷，矫正效率高，成本较低，同时可避免了对产品结构及外观的损坏，适用范围广。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
本发明具体实施方式部分提供了一种碳纤维复合材料的弯曲矫正方法，所述弯曲矫正方法包括以下步骤：
(1)将待矫正的碳纤维复合材料平放，选择矫正点后测量弯曲度；
(2)根据步骤(1)中弯曲度的大小，在矫正点下方或两侧区域的下方设置辅助垫片，在矫正点两侧选择受力点；
(3)在步骤(2)所述受力点处施加压力进行矫正，得到矫正后的碳纤维复合材料。
以下为本发明典型但非限制性实施例：
实施例1：
本实施例提供了一种碳纤维复合材料的弯曲矫正方法，所述弯曲矫正方法包括以下步骤：
(1)将待矫正的条形碳纤维复合材料平放，所述碳纤维复合材料为碳纤维增强塑料，所述碳纤维复合材料包括固定区和功能区，所述固定区占碳纤维复合材料总长度的18％，选择矫正点后测量弯曲度，所述矫正点为固定区和功能区的连接部，所述复合材料向上弯曲，所测弯曲度为3mm，超出正常范围-2～1mm，构成弯曲度异常；
(2)步骤(1)中的弯曲度高于正常范围，在矫正点下方设置厚度为2mm的辅助垫片，所述辅助垫片的材质与步骤(1)碳纤维复合材料相同，在矫正点两侧设置受力点，分别位于固定区和功能区，所述固定区的受力点距矫正点的距离为固定区总长度的50％，所述功能区的受力点距矫正点的距离为功能区总长度的30％；
(3)在步骤(2)所述受力点处施加大小为200n的压力进行矫正，所述矫正的温度为150℃，矫正的时间为4min，得到弯曲度合格的碳纤维复合材料。
实施例2：
本实施例提供了一种碳纤维复合材料的弯曲矫正方法，所述弯曲矫正方法包括以下步骤：
(1)将待矫正的条形碳纤维复合材料平放，所述碳纤维复合材料为碳纤维增强塑料，所述碳纤维复合材料包括固定区和功能区，所述固定区占碳纤维复合材料总长度的15％，选择矫正点后测量弯曲度，所述矫正点为固定区和功能区的连接部，所述复合材料向上弯曲，所测弯曲度为4mm，超出正常范围-2～1mm，构成弯曲度异常；
(2)步骤(1)中的弯曲度高于正常范围，在矫正点下方设置厚度为3mm的辅助垫片，所述辅助垫片的材质与步骤(1)碳纤维复合材料相同，在矫正点两侧设置受力点，分别位于固定区和功能区，所述固定区的受力点距矫正点的距离为固定区总长度的55％，所述功能区的受力点距矫正点的距离为功能区总长度的35％；
(3)在步骤(2)所述受力点处施加大小为300n的压力进行矫正，所述矫正的温度为170℃，矫正的时间为3min，得到弯曲度为合格的碳纤维复合材料。
实施例3：
本实施例提供了一种碳纤维复合材料的弯曲矫正方法，所述弯曲矫正方法包括以下步骤：
(1)将待矫正的条形碳纤维复合材料平放，所述碳纤维复合材料为碳纤维增强塑料，所述碳纤维复合材料包括固定区和功能区，所述固定区占碳纤维复合材料总长度的20％，选择矫正点后测量弯曲度，所述矫正点为固定区和功能区的连接部，所述复合材料向下弯曲，所测弯曲度为-4mm，超出正常范围-2～1mm，构成弯曲度异常；
(2)步骤(1)中的弯曲度低于正常范围，所述碳纤维复合材料的固定区和功能区各设置一个辅助垫片，所述辅助垫片的厚度均为2mm，材质与步骤(1)碳纤维复合材料相同，固定区的辅助垫片距矫正点的距离为固定区总长度的50％，功能区的辅助垫片距矫正点的距离为功能区总长度的30％，在矫正点和辅助垫片之间设置受力点，固定区的受力点距矫正点的距离为固定区总长度的25％，功能区的受力点距矫正点的距离为功能区总长度的15％；
(3)在步骤(2)所述受力点处施加大小为250n的压力进行矫正，所述矫正的温度为160℃，矫正的时间为3.5min，得到弯曲度合格的碳纤维复合材料。
实施例4：
本实施例提供了一种碳纤维复合材料的弯曲矫正方法，所述弯曲矫正方法包括以下步骤：
(1)将待矫正的条形碳纤维复合材料平放，所述碳纤维复合材料为碳纤维增强塑料，所述碳纤维复合材料包括固定区和功能区，所述固定区占碳纤维复合材料总长度的10％，选择矫正点后测量弯曲度，所述矫正点为固定区和功能区的连接部，所述复合材料向下弯曲，所测弯曲度为-6mm，超出正常范围-2～1mm，构成弯曲度异常；
(2)步骤(1)中的弯曲度低于正常范围，所述碳纤维复合材料的固定区和功能区各设置一个辅助垫片，所述辅助垫片的厚度均为3mm，材质与步骤(1)碳纤维复合材料相同，固定区的辅助垫片距矫正点的距离为固定区总长度的55％，功能区的辅助垫片距矫正点的距离为功能区总长度的35％，在矫正点和辅助垫片之间设置受力点，固定区的受力点距矫正点的距离为固定区总长度的30％，功能区的受力点距矫正点的距离为功能区总长度的20％；
(3)在步骤(2)所述受力点处施加大小为300n的压力进行矫正，所述矫正的温度为175℃，矫正的时间为3.2min，此时的弯曲度为-4mm，仍在正常范围外，重复一次上述操作，得到弯曲度合格的碳纤维复合材料。
实施例5：
本实施例提供了一种碳纤维复合材料的弯曲矫正方法，所述弯曲矫正方法包括以下步骤：
(1)将待矫正的条形碳纤维复合材料平放，所述碳纤维复合材料为碳纤维增强塑料，所述碳纤维复合材料包括固定区和功能区，所述固定区占碳纤维复合材料总长度的22％，选择矫正点后测量弯曲度，所述矫正点为固定区和功能区的连接部，所述复合材料向上弯曲，所测弯曲度为6mm，超出正常范围-2～1mm，构成弯曲度异常；
(2)步骤(1)中的弯曲度高于正常范围，在矫正点下方设置厚度为3.5mm的辅助垫片，所述辅助垫片的材质与步骤(1)碳纤维复合材料相同，在矫正点两侧设置受力点，分别位于固定区和功能区，所述固定区的受力点距矫正点的距离为固定区总长度的60％，所述功能区的受力点距矫正点的距离为功能区总长度的40％；
(3)在步骤(2)所述受力点处施加大小为400n的压力进行矫正，所述矫正的温度为200℃，矫正的时间为4min，此时的弯曲度为3mm，仍在正常范围外，重复一次上述操作，得到弯曲度合格的碳纤维复合材料。
实施例6：
本实施例提供了一种碳纤维复合材料的弯曲矫正方法，所述弯曲矫正方法包括以下步骤：
(1)将待矫正的条形碳纤维复合材料平放，所述碳纤维复合材料为碳纤维增强塑料，所述碳纤维复合材料包括固定区和功能区，所述固定区占碳纤维复合材料总长度的25％，选择矫正点后测量弯曲度，所述矫正点为固定区和功能区的连接部，所述复合材料向下弯曲，所测弯曲度为-7mm，超出正常范围-2～1mm，构成弯曲度异常；
(2)步骤(1)中的弯曲度低于正常范围，所述碳纤维复合材料的固定区和功能区各设置一个辅助垫片，所述辅助垫片的厚度均为4mm，材质与步骤(1)碳纤维复合材料相同，固定区的辅助垫片距矫正点的距离为固定区总长度的60％，功能区的辅助垫片距矫正点的距离为功能区总长度的40％，在矫正点和辅助垫片之间设置受力点，固定区的受力点距矫正点的距离为固定区总长度的27％，功能区的受力点距矫正点的距离为功能区总长度的18％；
(3)在步骤(2)所述受力点处施加大小为380n的压力进行矫正，所述矫正的温度为190℃，矫正的时间为4min，此时的弯曲度为-4mm，仍在正常范围外，重复一次上述操作，得到弯曲度合格的碳纤维复合材料。
实施例1-6中，采用所述方法进行碳纤维复合材料的弯曲矫正，根据复合材料的结构及弯曲程度，选择合适的辅助垫片的位置以及受力点，再根据材料组成及成型温度要求，施加适当的压力，弯曲矫正参数控制精确，确保符合产品工艺要求，使得产品的合格率可达到98％以上。
综合上述实施例可以得出，本发明所述方法根据碳纤维复合材料弯曲度的大小及弯曲方向，在复合材料的不同位置设置辅助垫片并选择合适的受力点，进行弯曲度异常的矫正，得到符合要求、达到使用标准的产品，成品率可以达到98％以上；所述方法操作简单快捷，矫正效率高，成本较低，同时可避免了对产品结构及外观的损坏，适用范围广。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明方法的等效替换及辅助步骤的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。