碳纤维单向与三维编织混杂织物复合材料制备装置及方法

技术领域

本发明涉及织物复合材料生产相关技术领域，具体为碳纤维单向与三维编织混杂织物复合材料制备装置及方法。

背景技术

纺织复合材料，从广义上是指用短纤维、长丝、纱线或织物作为增强材料的复合材料；从狭义上是指用各种纤维制成的机织物、针织物、非织造物、二维编织物和三维编织物作为增强材料所制成的复合材料；

纺织复合材料的特点是采用了纺织预形件技术，即通过纺织加工方法将纤维材料制备成外形与复合材料成品相似、内部纤维取向和排列符合复合材料设计要求的预成形件，然后再将预形件与基体复合制成复合材料制品，它包括以橡胶为基体的柔性纺织复合材料和以“树脂”或“塑料”等为基体的刚性纺织复合材料；

现有技术中，纺织复合材料通过加热将铺叠在一起的织物通过真空负压将其压实、加热融化定型剂、冷却制备得到织物预制体；

但是现有纺织复合材料预制体制备模具的结构较为简单，其加热结构通常都是通过导热结构进行直接热传导，其受热均匀度不高，从而影响到纺织复合材料预制体的成型效果，为此，本发明提出碳纤维单向与三维编织混杂织物复合材料制备装置及方法用以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供碳纤维单向与三维编织混杂织物复合材料制备装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种碳纤维单向与三维编织混杂织物复合材料制备装置，包括装置本体及设置在装置本体上的下模具和上模具，所述下模具包括：

模具本体，所述模具本体上开设有模具槽和加热腔，所述加热腔之中注入有导热液，且加热腔之中设置有加固立柱，所述加固立柱在加热腔之中等间距设置有多道；

加热组件，所述加热组件设置在加热腔之中，且加热组件在加热腔之中等间距设置有多个。

优选的，所述加热腔的侧壁上开设有一级管道连接口、二级管道连接口和三级管道连接口，所述一级管道连接口通过一级管道与冷却液循环系统的供液端口相连接，所述二级管道连接口通过二级管道与冷却液循环系统的回液端口相连接。

优选的，所述加热组件由导热管和电阻加热丝组合构成，所述导热管为陶瓷圆管，其陶瓷管的两端均与加热腔的侧壁固定连接，且导热管的两端为封口设置，所述电阻加热丝呈螺旋状设置，且电阻加热丝通过导线与加热腔之中的温控开关电连接。

优选的，所述导热管上固定胶接有限位环，其限位环等间距设置有多片，且导热管上套设有拨液组件，所述限位环、拨液组件之间呈错位交替设置，且拨液组件由磁铁环和拨液板组合构成，所述电阻加热丝所通电流为交流电，且其电流方向的变换频率为十秒每次，所述拨液板为非铁磁材料铸成。

优选的，所述拨液板等圆周设置有一圈，且拨液板与磁铁环固定胶接，所述拨液板与磁铁环呈二十度倾角设置。

优选的，所述拨液板的表面设置有导流凸杆，所述导流凸杆为截面呈半圆的杆体结构，且导流凸杆在拨液板的表面均匀设置有多道。

优选的，所述磁铁环的靠内侧面设置有导向球，所述导向球呈半球体结构，且导向球等圆周设置有一圈，且磁铁环在实际安装时，其导向球与导热管的外侧壁之间为相贴合设置。

优选的，所述导热管的外侧壁上活动套设有震荡组件，所述震荡组件由第一套环、支撑弹簧和第二套环组合构成，所述第一套环、第二套环之间通过支撑弹簧进行连接，且第一套环、支撑弹簧、第二套环均为非铁磁材料铸成，且第一套环与限位环固定胶接，且震荡组件与拨液组件相对应设置。

优选的，所述三级管道连接口通过输液软管与保温箱相连接，且保温箱通过伸缩电缸与装置本体上的模具底座相连接，且伸缩电缸处于进程状态时，其保温箱高于模具本体，且伸缩电缸处于回程状态时，其保温箱低于模具本体，且一级管道、二级管道、输液软管上均连接有阀体结构。

碳纤维单向与三维编织混杂织物复合材料制备方法，所述碳纤维单向与三维编织混杂织物复合材料制备方法通过上述碳纤维单向与三维编织混杂织物复合材料制备装置进行制备，该碳纤维单向与三维编织混杂织物复合材料制备方法包含以下步骤：

步骤一：上料过程，所述上料过程中，将织物按顺序摆放在模具本体上的模具槽之中；

步骤二：加热压合过程，通过接通加热组件的电源，从而对加热腔之中的导热液进行加热，并通过模具本体的热传导作用，以对模具槽之中的织物形成加热作用，并通过上模具的压合作用，以让织物被压实形成织物预制体；

步骤三：下料过程，所述下料过程中，通过将压合形成的织物预制体取下即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.通过将碳纤维单向与三维编织混杂织物复合材料制备装置上的下模具设置成由模具本体和加热组件组合构成，并在模具本体上开设模具槽和加热腔，并在加热腔之中注入有导热液，并将加热组件设置在加热腔之中，从而通过加热腔对导热液进行加热，再通过导热液进行热传递，从而让模具槽之中的物料受热更加的均匀，从而达到提高织物复合材料成型效果的目的；

2.并通过将加热组件设置成由导热管和电阻加热丝组合构成，并将电阻加热丝呈螺旋状设置，从而让电阻加热丝通电时形成磁场，并通过在导热管上套设由磁铁环和拨液板组合构成的拨液组件，从而通过改变电阻加热丝之中电流的方向，从而达到改变磁场方向的目的，以让磁铁环的受力方向不断的发生改变，从而让拨液组件形成往复运动，以对加热腔之中的导热液形成拨动作用，从而让模具槽之中的物料可以更加均匀的进行受热。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明半剖视图；

图3为图2中A处结构放大示意图；

图4为本发明加热组件结构示意图；

图5为本发明加热组件半剖视图；

图6为图5中B处结构放大示意图；

图7为本发明拨液组件结构示意图；

图8为图7中C处结构放大示意图。

图中：模具本体1、加热组件2、加热腔3、模具槽4、导热管5、电阻加热丝6、一级管道连接口7、二级管道连接口8、三级管道连接口9、加固立柱10、限位环11、拨液组件12、磁铁环13、拨液板14、导向球15、导流凸杆16、震荡组件17、第一套环18、支撑弹簧19、第二套环20。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案进行清楚、完整地描述，及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅仅用以解释本发明实施例，并不用于限定本发明实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“中”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“侧”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“一”、“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

出于简明和说明的目的，实施例的原理主要通过参考例子来描述。在以下描述中，很多具体细节被提出用以提供对实施例的彻底理解。然而明显的是，对于本领域普通技术人员，这些实施例在实践中可以不限于这些具体细节。在一些实例中，没有详细地描述公知方法和结构，以避免无必要地使这些实施例变得难以理解。另外，所有实施例可以互相结合使用。

请参阅图1-8，本发明提供以下六种优选方案的实施例：

实施例一

一种碳纤维单向与三维编织混杂织物复合材料制备装置，包括装置本体及设置在装置本体上的下模具和上模具，下模具包括模具本体1和加热组件2，模具本体1上开设有模具槽4和加热腔3，加热腔3之中注入有导热液，且加热腔3之中设置有加固立柱10，加固立柱10在加热腔3之中等间距设置有多道，加热组件2设置在加热腔3之中，且加热组件2在加热腔3之中等间距设置有多个。

加热腔3的侧壁上开设有一级管道连接口7、二级管道连接口8和三级管道连接口9，一级管道连接口7通过一级管道与冷却液循环系统的供液端口相连接，二级管道连接口8通过二级管道与冷却液循环系统的回液端口相连接。

加热组件2由导热管5和电阻加热丝6组合构成，导热管5为陶瓷圆管，其陶瓷管的两端均与加热腔3的侧壁固定连接，且导热管5的两端为封口设置，电阻加热丝6呈螺旋状设置，且电阻加热丝6通过导线与加热腔3之中的温控开关电连接，通过将碳纤维单向与三维编织混杂织物复合材料制备装置上的下模具设置成由模具本体1和加热组件2组合构成，并在模具本体1上开设模具槽4和加热腔3，并在加热腔3之中注入有导热液，并将加热组件2设置在加热腔3之中，从而通过加热腔3对导热液进行加热，再通过导热液进行热传递，从而让模具槽4之中的物料受热更加的均匀，从而达到提高织物复合材料成型效果的目的。

实施例二

在实施例一的基础上，导热管5上固定胶接有限位环11，其限位环11等间距设置有多片，且导热管5上套设有拨液组件12，限位环11、拨液组件12之间呈错位交替设置，且拨液组件12由磁铁环13和拨液板14组合构成，电阻加热丝6所通电流为交流电，且其电流方向的变换频率为十秒每次，拨液板14为非铁磁材料铸成，通过将加热组件2设置成由导热管5和电阻加热丝6组合构成，并将电阻加热丝6呈螺旋状设置，从而让电阻加热丝6通电时形成磁场，并通过在导热管5上套设由磁铁环13和拨液板14组合构成的拨液组件12，从而通过改变电阻加热丝6之中电流的方向，从而达到改变磁场方向的目的，以让磁铁环13的受力方向不断的发生改变，从而让拨液组件12形成往复运动，以对加热腔3之中的导热液形成拨动作用，从而让模具槽4之中的物料可以更加均匀的进行受热。

拨液板14等圆周设置有一圈，且拨液板14与磁铁环13固定胶接，拨液板14与磁铁环13呈二十度倾角设置，让拨液板14产生一定的旋转作用，从而提高拨液效果。

拨液板14的表面设置有导流凸杆16，导流凸杆16为截面呈半圆的杆体结构，且导流凸杆16在拨液板14的表面均匀设置有多道，让拨液板14可以更好的进行受力。

实施例三

在实施例二的基础上，磁铁环13的靠内侧面设置有导向球15，导向球15呈半球体结构，且导向球15等圆周设置有一圈，且磁铁环13在实际安装时，其导向球15与导热管5的外侧壁之间为相贴合设置，提高磁铁环13往复运动的灵活性。

实施例四

在实施例三的基础上，导热管5的外侧壁上活动套设有震荡组件17，震荡组件17由第一套环18、支撑弹簧19和第二套环20组合构成，第一套环18、第二套环20之间通过支撑弹簧19进行连接，且第一套环18、支撑弹簧19、第二套环20均为非铁磁材料铸成，且第一套环18与限位环11固定胶接，且震荡组件17与拨液组件12相对应设置，通过震荡组件17的回弹作用，以让导热液在循环流动时对拨液板14形成冲击，并通过支撑弹簧19的回弹作用，从而让拨液组件12产生一定的振动，从而对导热液形成拨动作用，以提高导热液充分的进行热量交换。

实施例五

在实施例四的基础上，三级管道连接口9通过输液软管与保温箱相连接，且保温箱通过伸缩电缸与装置本体上的模具底座相连接，且伸缩电缸处于进程状态时，其保温箱高于模具本体1，且伸缩电缸处于回程状态时，其保温箱低于模具本体1，且一级管道、二级管道、输液软管上均连接有阀体结构，便于对加热之后的导热液进行储存再利用，从而有效降低能源的损耗。

实施例六

在实施例五的基础上，碳纤维单向与三维编织混杂织物复合材料制备方法，碳纤维单向与三维编织混杂织物复合材料制备方法通过上述碳纤维单向与三维编织混杂织物复合材料制备装置进行制备，该碳纤维单向与三维编织混杂织物复合材料制备方法包含以下步骤：

步骤一：上料过程，上料过程中，将织物按顺序摆放在模具本体1上的模具槽4之中；

步骤二：加热压合过程，通过接通加热组件2的电源，从而对加热腔3之中的导热液进行加热，并通过模具本体1的热传导作用，以对模具槽4之中的织物形成加热作用，并通过上模具的压合作用，以让织物被压实形成织物预制体；

步骤三：下料过程，下料过程中，通过将压合形成的织物预制体取下即可。

尽管上面对本申请说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本申请，但是本申请不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本申请精神和范围内，一切利用本申请构思的申请创造均在保护之列。