一种LED紫外光固化复合材料气瓶成型方法及装置

一种led紫外光固化复合材料气瓶成型方法及装置
技术领域
1.本发明属于缠绕成型技术领域，尤其涉及一种led紫外光固化复合材料气瓶成型方法及装置。


背景技术：

2.复合材料气瓶是使用先进的复合材料加工而成。与金属材料相比，复合材料具有较优的强度、韧性以及抗冲击性能，不仅使用起来轻便，而且结构可设计，因此被广泛地应用。传统湿法缠绕成型的复合材料气瓶多采用热固化，这种成型方法需要将气瓶从工位上卸下，放入固化炉中固化，热固化容易造成树脂的浪费，成型速度慢，不能原位固化并且固化不均匀。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明公开了一种led紫外光固化复合材料气瓶成型方法及装置，纤维经过胶槽浸入光固化树脂，小功率紫外光led灯放在纤维上方照射使其初步固化到粘性阶段，然后按照环向缠绕-过渡缠绕-纵向缠绕-过渡缠绕-环向缠绕将纤维通过缠绕机缠绕在内胆上后，经放置在缠绕机对侧的紫外光led灯照射使其完全固化。这种复合材料气瓶成型方法与传统热固化成型方法相比，具有成型速度快，节约材料，清洁环保等优点。并且所选用的紫外光led灯与传统的汞灯相比，使用寿命更长，有更稳定的波长输出和能量输出。
4.所述初步固化为纤维浸过胶槽后，小功率紫外光led固化灯放在纤维上方照射使其固化到粘性阶段，可以防止树脂低落，减少总固化时间，因为树脂在缠绕的过程中不会从内胆上飞出，所以纤维缠绕的速度可以加快。
5.所述小功率紫外光led灯放置位置与纤维存在一定距离，以免固化完全。
6.所述完全固化为纤维通过缠绕机缠绕在内胆上，使用放置在内胆对侧的紫外光led灯照射。在完成纤维缠绕后，内胆匀速旋转，紫外光led灯再照射一段时间内胆，使其完全固化。
7.所述缠绕机与紫外光led灯同时打开，缠绕和固化一起进行，实现原位固化，紫外光led灯尽可能接近内胆，使得固化充分，提高固化效率。
8.所述紫外光led灯由灯珠排列成与内胆同弧度，避免使用多个汞灯或led灯沿着内胆照射，节约成本，每个灯珠到内胆的距离相同，使内胆每个位置的紫外光照射更均匀，并且紫外光led灯的功率可控，随着缠绕层厚度的增加，功率也可相应的增加。随着缠绕的进行，封头处的厚度比筒身段的大，但是封头段和筒身段的固化时间相同，为使得固化均匀，封头段对应的紫外光led灯的光强要比筒身段对应的紫外光led光强大。
9.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
10.本发明实现原位固化，节能高效，通过使用小功率的紫外光led固化灯照射浸入树脂后的纤维，使其固化到粘性阶段，可以防止树脂低落，减少总固化时间，并且纤维在缠绕
机上的缠绕速度可以更快，因为树脂在缠绕的过程中不会从内胆上飞出。完全固化所用的紫外光led灯由灯珠排列成与内胆同弧度，避免了使用多个汞灯或led灯沿着内胆照射，节约了成本，每个灯珠到内胆的距离相同，使得内胆每个位置的紫外光照射更均匀，固化更均匀。紫外光led灯的功率可控，随着缠绕层厚度的增加，光强也可相应的增加。
附图说明
11.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明专利的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
12.图1为本发明的led紫外光固化复合材料气瓶成型示意图；
13.图2为本发明的用于完全固化的紫外光led灯照射内胆正视图；
14.图中：1-纱架，2-胶槽，3-小功率紫外光led灯，4-缠绕机，5-内胆，6-紫外光led灯。
具体实施方式
15.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本发明各权利要求所要求保护的技术方案。
16.如图1所示，纤维放在纱架1上，经过胶槽2浸入光固化树脂，光固化树脂中包含光引发剂和热引发剂。小功率紫外光led灯3放在纤维上方照射使其初步固化到粘性阶段，可以防止树脂滴落，减少总固化时间，因为树脂在缠绕的过程中不会从内胆上飞出，所以纤维缠绕的速度可以加快。初步固化的小功率紫外光led灯3放置位置与纤维存在一定距离，以免固化完全。按照环向缠绕-过渡缠绕-纵向缠绕-过渡缠绕-环向缠绕将纤维通过缠绕机4缠绕在内胆上，缠绕机4与紫外光led灯6同时打开，缠绕和固化一起进行，实现原位固化，紫外光led灯6尽可能接近内胆5，使得固化充分，提高固化效率。完全固化所用的紫外光led灯6由灯珠排列成与内胆5同弧度，避免使用多个汞灯或led灯沿着内胆照射，节约成本，每个灯珠到内胆5的距离相同，使得内胆5每个位置的紫外光照射更均匀，固化更均匀。随着缠绕的进行，封头段和筒身段的固化时间相同，封头段对应的紫外光光强逐渐强于筒身段对应的紫外光光强。在完成纤维缠绕后，将纤维剪断，内胆继续旋转，紫外光led灯6在照射一段时间缠满纤维的内胆，使其完全固化。


技术特征：
1.一种led紫外光固化复合材料气瓶成型方法及装置，其特征在于：纤维放在纱架(1)上，经过胶槽(2)浸入光固化树脂，小功率紫外光led灯(3)放在纤维上方照射使其初步固化，然后纤维通过缠绕机(4)按照螺旋缠绕，过渡缠绕，纵向缠绕，过渡缠绕，环向缠绕的方式依次缠绕在内胆(5)上，经紫外光led灯(6)照射完全固化。2.根据权利要求1所述一种led紫外光固化复合材料气瓶成型方法及装置，其特征在于：所述初步固化为纤维经过胶槽(2)浸入光固化树脂后，小功率的紫外光led固化灯(3)放在纤维上方照射使其固化到粘性阶段，可以防止树脂低落，减少总固化时间。3.根据权利要求1所述一种led紫外光固化复合材料气瓶成型方法及装置，其特征在于：所述小功率紫外led灯(3)与纤维存在一定距离，避免固化完全。4.根据权利要求1所述一种led紫外光固化复合材料气瓶成型方法及装置，其特征在于：所述完全固化为纤维通过缠绕机(4)缠绕在内胆(5)上，使用放置在内胆(5)对侧的紫外光led灯(6)照射。5.根据权利要求4所述一种led紫外光固化复合材料气瓶成型方法及装置，其特征在于：所述紫外光led灯(6)由灯珠排列成与内胆(5)同弧度，每个灯珠到内胆(5)的距离相同，使得内胆(5)每个位置的紫外光照射更均匀。紫外光led灯(6)的功率可控，随着缠绕的进行，封头处和筒身段的固化时间相同，为了使得固化均匀，封头处的光强逐渐强于筒身段。6.根据权利要求4所述一种led紫外光固化复合材料气瓶成型方法及装置，其特征在于：所述缠绕机(4)与紫外光led灯(6)同时打开，缠绕和固化一起进行，实现原位固化，紫外光led灯(6)尽可能接近内胆，使得固化充分，提高固化效率。

技术总结
本发明涉及复合材料成型领域，公开了一种LED紫外光固化复合材料气瓶成型方法及装置，其方法为：纤维在胶槽里浸入光固化树脂后，小功率紫外光LED灯在纤维上方照射纤维使其初步固化，然后纤维缠绕在内胆上后，和气瓶相同弧形的紫外光LED灯照射气瓶使其完全固化。传统湿法缠绕成型的复合材料气瓶，在固化时需要将气瓶从工位上拆卸，整体放入固化炉中加热固化，不能实现原位固化，浪费时间，固化炉耗能大。本发明优点在于：实现原位固化，节能高效，初步固化可以防止树脂低落，避免造成浪费，可以减少总固化时间，完全固化的LED灯的弧形与内胆一致，避免了使用多个汞灯或LED沿着内胆弧线照射，使得内胆每个位置的紫外光照射更均匀。匀。匀。


技术研发人员：许家忠 彭泉达
受保护的技术使用者：哈尔滨理工大学
技术研发日：2022.09.22
技术公布日：2022/11/15