本發明涉及復合材料成型技術領域，具體涉及一種快速固化預浸料復材制件成型模壓系統及方法。

背景技術：

復合材料成型工藝通常要求預浸料復材件在規定的溫度和壓力下固化成型實現制件。通常采用熱壓機、熱壓罐等升溫并加壓配合模具成型，或者采用固化爐升溫由熱收縮帶、真空泵吸附并由樹脂液態注射等方式提供壓力配合模具成型。復合材料成型對成本、效率要求較高，現有技術中一般采用模壓單件成型工藝。具體的，通常將鋪覆好的預浸料復材件放入模具中，再用熱壓罐或熱壓機加熱、加壓，按規定工藝程序成型,加熱、加壓、冷卻等過程往往需要耗時數小時以上,導致復合材料制件生產效率低下，成本較高，很難滿足快速固化預浸料復材件成型的制件需求。

公開號為CN106042503A的中國專利文獻公開了一種超輕質夾層結構復合材料的制備方法，首先制備熱熔預浸料；然后按照預定的鋪層方向、鋪層層數將制備的熱熔預浸料進行鋪層，得到層合板預成型體；隨后在曲面金屬模具表面隨形鋪覆金屬擋條，金屬擋條與金屬模具采用機械連接固定，然后將層合板預成型體鋪覆至擋條的側面翻邊處；然后將密度為30～50kg/m3的開口蜂窩用膠膜拼貼到層合板預成型體表面，再在蜂窩外層鋪層所述熱熔預浸料；最后采用硅橡膠密封條將預成型體密封，在130℃下固化2小時，制得超輕質夾層結構復合材料。本專利文獻的技術方案不能實現預浸料復材件快速固化成型，其生產效率低、成本較高。

公開號為CN105711110A的中國專利文獻公開了一種復合材料成型件的模具及模壓成型方法，通過加大陰陽模之間的間隙，大于產品理論厚度；陰模采用熱膨脹系數低的材料，例如因瓦鋼；陽模采用熱膨脹系數大的材料，例如鋁合金；為確保固化溫度下模具處于正確的產品尺寸(陽模形狀和陰模形狀)，需要將陰陽模分別按各自的縮比系數縮小模具的常溫尺寸；陰模尺寸縮量小，陽模尺寸縮量大，于是陰陽模的常溫間隙加大了；當固化升溫時，陽模膨脹量大，模腔間隙縮小，鋪層被壓向陰模，出現了金屬膨脹模壓效果。固化結束后，模具開始降溫時，陽模收縮量大；而鋪層已經固化變成了復合材料，由于復合材料熱膨脹系數低，復合材料產品收縮量小，因此陽模與產品之間會脫開，出現自動脫模效果。但是，本專利文獻的技術方案也不能實現預浸料復材件快速固化成型，其生產效率低、成本較高。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種快速固化預浸料復材制件成型模壓系統及方法，用以解決目前的預浸料復材件固化成型效率低、成本較高的問題。

為實現上述目的，本發明提供一種快速固化預浸料復材制件成型模壓系統，所述成型模壓系統包括承力架、上模具、下模具、上電熱源、下電熱源、伸縮油缸、承壓臺、滾輪、軌道、抽真空裝置和冷卻裝置，承力架的上側設置上模具和上電熱源，上電熱源經熱力管路與上模具連接，承力架的下側設置伸縮油缸，承壓臺的上側設置下模具，承壓臺的下側設置滾輪，軌道貫穿承力架且向承力架兩側方向延伸，滾輪與軌道動連接，承壓臺上設置下電熱源、抽真空裝置和冷卻裝置，下電熱源經熱力管路與下模具連接，下模具上表面鋪設有真空膜以形成封閉空間，抽真空裝置經抽氣管路與封閉空間連接，冷卻裝置經冷卻管路與下模具連接。

進一步的，所述成型模壓系統還包括監控裝置，監控裝置分別信號連接下電熱源、抽真空裝置和冷卻裝置。

進一步的，所述軌道為導電軌道，下電熱源、抽真空裝置和冷卻裝置分別與導電軌道電源連接。

進一步的，下電熱源、抽真空裝置和冷卻裝置分別經觸點與導電軌道電源連接。

進一步的，承壓臺底部設置有定位裝置，定位裝置與伸縮油缸的末端接觸定位。

進一步的，承壓臺還設置有自行走裝置，自行走裝置驅動滾輪沿軌道滾動。

本發明還提供一種快速固化預浸料復材制件成型方法，應用上述的快速固化預浸料復材制件成型模壓系統，包括以下步驟：

步驟一，承壓臺移動至預鋪層工位，將復合材料制件鋪層至下模具中，關閉冷卻裝置，下模具復合材料制件鋪層上表面鋪設真空膜，抽真空裝置對下模具復合材料制件抽真空，下電熱源對下模具加熱，復合材料制件預成型；

步驟二，承壓臺移動至合模工位，承壓臺位于上模具和伸縮油缸之間的限定位置，上電熱源對上模具按工藝持續恒定溫度加熱不間斷，抽真空裝置持續對下模具抽真空，下電熱源持續對下模具按工藝加熱，伸縮油缸上升帶動承壓臺上升，下模具與上模具合模加壓，到達工藝時間后，復合材料制件成型；

步驟三，伸縮油缸下降帶動承壓臺下降，下模具與上模具分離，關閉抽真空裝置和下電熱源，冷卻裝置對下模具冷卻降溫，在取件工位取出下模具內成型的復合材料制件，繼續下一輪循環。

進一步的，步驟二中，承壓臺在預鋪層工位和合模工位之間的過程中，抽真空裝置持續對下模具抽真空，下電熱源持續對下模具恒定溫度加熱。

進一步的，在步驟一至步驟三的過程中，上電熱源持續對上模具恒定溫度加熱。

進一步的，取件工位作為下一輪循環中的預鋪層工位，預鋪層工位作為下一輪循環中的取件工位。

本發明具有如下優點：

1、本發明的快速固化預浸料復材制件成型模壓系統，下模具相對于上模具循環移動，在預鋪層、合模、脫模取件過程中實現加熱、抽真空、冷卻，預浸料復材件固化成型迅速，可快速降溫取件裝件、生產效率高、循環連續成型，成本較低。

2、本發明的快速固化預浸料復材制件成型方法，合理安排快速固化預浸料復材制件成型模壓系統的預鋪層、合模、脫模取件等工藝流程，預浸料復材件固化成型迅速，可快速降溫取件裝件、生產效率高、循環連續成型，成本較低。

附圖說明

圖1為本實施例中的快速固化預浸料復材制件成型模壓系統的主視圖及相對于模具狀態的工位示意圖；

圖2為本實施例中的快速固化預浸料復材制件成型模壓系統的俯視圖；

圖3為本實施例中的快速固化預浸料復材制件成型模壓系統的局部示意圖。

具體實施方式

以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。

實施例1

如圖1至圖3所示，本實施例提供一種快速固化預浸料復材制件成型模壓系統，包括承力架21、上模具11、下模具12、上電熱源32、下電熱源31、伸縮油缸22、承壓臺13、滾輪14、軌道24、抽真空裝置41和冷卻裝置5等部件。上電熱源32、下電熱源31、抽真空裝置41和冷卻裝置5分別連接電源。承力架21的上側設置上模具11和上電熱源32，上電熱源32經熱力管路與上模具11連接。上電熱源32持續對上模具11進行加熱。承力架21的下側的底部埋設伸縮油缸22，在承壓臺13移動到伸縮油缸22的上方時，伸縮油缸22伸長將承壓臺13舉起。承壓臺13的上側設置有下模具12，在承壓臺13被舉起后，下模具12可與上模具11接觸實現合模。承壓臺13的下側設置滾輪14，軌道24貫穿承力架21且軌道24向承力架21兩側方向延伸，滾輪14可沿著軌道24滾動，如此，承壓臺13沿著軌道24從承力架21的一側進入到承力架21的位置，并沿著軌道24從承力架21移出至承力架21的另一側。在承壓臺13上設置下電熱源31，下電熱源31經熱力管路與下模具12連接，下電熱源31可對下模具12加熱。在承壓臺13上設置抽真空裝置41，下模具12上表面鋪設有真空膜42以形成封閉空間，抽真空裝置41經抽氣管路與真空膜42覆蓋的封閉空間連接，抽真空裝置41可對真空膜42覆蓋的下模具12抽真空，以排出復材制件成型反應中產生的氣體。在承壓臺13上設置渦流管結構的冷卻裝置5，冷卻裝置5經冷卻管路與下模具12連接，在下模具12與上模具11分離后，冷卻裝置5可對下模具12內的制件冷卻。本實施例的快速固化預浸料復材制件成型模壓系統，下模具12相對于上模具11循環移動，在預鋪層、合模、脫模取件過程中實現加熱、抽真空、冷卻，預浸料復材件固化成型迅速，生產效率高、循環連續成型，成本較低。

本實施例還提供一種快速固化預浸料復材制件成型方法，應用上述的快速固化預浸料復材制件成型模壓系統，包括以下步驟：

步驟一，承壓臺13移動至預鋪層工位，將復合材料制件鋪層至下模具12中，關閉冷卻裝置5，下模具12的上表面鋪設真空膜42，抽真空裝置41對下模具12復合材料制件抽真空，下電熱源31對下模具12加熱，復合材料制件預成型；

步驟二，承壓臺13移動至合模工位，承壓臺12位于上模具11和伸縮油缸22之間的限定位置，上電熱源32對上模具11持續恒定溫度加熱不間斷，抽真空裝置41持續對下模具12抽真空，下電熱源31持續對下模具12按工藝溫度加熱，伸縮油缸22上升帶動承壓臺13上升，下模具12與上模具11合模，到達工藝時間后，復合材料制件成型；

步驟三，伸縮油缸22下降帶動承壓臺12下降，下模具12與上模具11分離，關閉抽真空裝置41和下電熱源31，冷卻裝置5對下模具12冷卻降溫，在取件工位取出下模具12內成型的復合材料制件并關閉或不關閉冷卻裝置5，繼續下一輪循環。

本實施的快速固化預浸料復材制件成型方法，合理安排快速固化預浸料復材制件成型模壓系統的預鋪層、合模、脫模取件等工藝流程，預浸料復材件固化成型迅速，生產效率高、循環連續成型，成本較低。

作為對上述快速固化預浸料復材制件成型方法的優化，步驟二中，承壓臺13在步驟一中的預鋪層工位和步驟二中的合模工位之間的過程中，抽真空裝置41持續對下模具12抽真空，下電熱源31持續對下模具12恒定溫度加熱，以提高復材件成型質量。在步驟一至步驟三的過程中，上電熱源32持續對上模具11恒定溫度加熱，不必關閉、開啟上電熱源確保制件固化成型溫度32，只需下模具12循環地與上模具11接觸、分離，以提高生產效率。在進行下一輪循環中，前一輪的取件工位作為下一輪循環中的預鋪層工位，前一輪的預鋪層工位作為下一輪循環中的取件工位，承壓臺13相對于承力架21作往復運動，如此可進一步提高生產效率。

實施例2

本實施與實施例1的區別之處在于，快速固化預浸料復材制件成型模壓系統還包括監控裝置6，監控裝置6分別信號連接下電熱源31、抽真空裝置41和冷卻裝置5。監控裝置6設定成型工藝中溫度、真空度等數據，實現對加熱、抽真空的自動監控。

實施例3

本實施與實施例1的區別之處在于，快速固化預浸料復材制件成型模壓系統中的軌道24為導電軌道，下電熱源31、抽真空裝置41和冷卻裝置5分別經觸點141與導電軌道電連接，導電軌道連接電源。如此，下電熱源31、抽真空裝置41和冷卻裝置5不必再分別經電纜連接電源，簡化供電布置，并簡化、優化快速固化預浸料復材制件成型模壓系統的結構，便于工作人員對快速固化預浸料復材制件成型模壓系統的操作。

實施例4

本實施與實施例1的區別之處在于，快速固化預浸料復材制件成型模壓系統還包括設置于承壓臺13底部的定位裝置23，定位裝置23與伸縮油缸22的末端接觸定位。定位裝置23用于定位承壓臺13至伸縮油缸22上的合適位置。

實施例5

本實施與實施例1的區別之處在于，快速固化預浸料復材制件成型模壓系統還包括設置于承壓臺13中的自行走裝置，自行走裝置驅動滾輪14沿軌道24滾動。承壓臺13帶動下模具12相對于上模具11循環移動，避免工作人員推動承壓臺13移動，降低工作人員的勞動強度。

雖然，上文中已經用一般性說明及具體實施例對本發明作了詳盡的描述，但在本發明基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發明精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬于本發明要求保護的范圍。