點陣複合材料平板自動編織機的製作方法
2023-04-29 16:30:16
專利名稱：點陣複合材料平板自動編織機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種自動編織點陣複合材料平板成型機，屬於複合材料製備工程領域。
背景技術：
點陣複合材料是一種通過模擬分子點陣構型而設計出來的有序多孔超輕質結構材料，這樣的設計可為點陣材料減輕重量，提高其比剛度和比強度，並在同等重量下比微結構無序的金屬泡沫具有更好的力學性能、吸能效果；網架間的空隙能夠執行儲油、配置電池、對流換熱等功能化要求；同時，它還具有良好的促動、降低噪音和屏蔽電磁輻射能力。目前國內外點陣複合材料的發展尚處於起步階段，特別是製造點陣複合材料的大型點陣複合材料編織機設備的匱乏，現有的製備方法主要是通過人工編織完成，生產效率低、勞動強度大、產品性能差、生產幾何尺寸小，抑制了點陣複合材料在重要領域的應用。現代數控技術是20世紀70年代發展起來的工具機控制新技術，它是綜合了微電子技術、計算機技術、現代控制技術、傳感檢測技術、信息處理技術、網絡通信技術和機械製造技術的最新成就形成的一種高新技術，是先進位造技術的核心技術之一。數控技術是提高產品質量、提高勞動生產率必不可少的物質手段。因此，本實用新型吸收現代複合材料製備工藝的理念，採用機械設計中成熟的數控技術，創製一種能夠自動化生產點陣複合材料平板的製備機器，並在此基礎上提出配套的技術方案。
實用新型內容本實用新型的目 的是提供一種自動編織點陣複合材料平板的成型機，採用數控的方法機械化編織，生產效率高、勞動強度低、編織尺寸大，產品質量穩定，為點陣複合材料推廣使用提供了工藝保障。本實用新型的技術方案如下:—種點陣複合材料平板自動編織機，包括:複合材料平板固定機構、行走機構、纖維穿絲機構和數控編程機構。其中，所述複合材料平板固定機構，可採用臥式或立式，分別緊固預先處理好的複合材料平板，並可根據平板尺寸設計要求，長寬可在200mm-1000mm內進行調節，兩平板平行間距在5mm-80mm之間進行調節；所述行走機構，設置在複合材料平板固定機構的兩側，分別安裝導軌和伺服，行走機構可根據數控軟體的設計在平行於複合材料平板的平面內X和y兩個方向進行平動；所述纖維穿絲機構,包括穿針支座、驅動機構、數控旋轉部件、穿針；穿針支座設置在行走機構上，數控軟體可以控制旋轉穿針的角度、鬆開或緊固穿針；驅動機構使穿針支座垂直於複合材料平板進行運動；所述數控編程機構，包括編程部件和執行部件，主要根據點陣複合材料結構和功能設計的需求，預設並控制行走機構的運動軌跡、穿絲機構的穿絲角度和穿絲絲孔的間距，自動編織點陣平板複合材料。本實用新型同時提供一種自動編織三稜錐型點陣複合材料平板的方法，利用上述的點陣複合材料平板自動編織機，將兩塊預先處理好的複合材料平板，分別固定在複合材料平板固定機構上，通過數控編程機構編程部件的設計，調整纖維穿絲機構數控旋轉部件至固定角度，通過數控編程機構執行部件，使得帶有複合材料纖維絲的纖維穿絲機構穿針，在兩面板間按照設定好的運行路徑進行自動編織成三稜錐型點陣複合材料平板。本實用新型同時提供一種自動編織四稜錐型點陣複合材料平板的方法，利用上述的點陣複合材料平板自動編織機，將兩塊預先處理好的複合材料平板，分別固定在複合材料平板固定機構上，通過數控編程機構編程部件的設計，調整纖維穿絲機構數控旋轉部件至固定角度，通過數控編程機構執行部件，使得帶有複合材料纖維絲的纖維穿絲機構穿針，在兩面板間按照設定好的運行路徑進行自動編織成四稜錐型點陣複合材料平板。本實用新型採用機械化自動製備方法，生產效率高，編織尺寸大，易實現，為點陣複合材料推廣使用提供了工藝保障。
圖1、本實用新型自動編織機的結構示意圖；圖2、本實用新型的纖維穿絲機構示意圖；圖3、本實用新型製備的點陣複合材料平板示意圖。(a)點陣複合材料平板示意圖(b)三稜錐芯材(c)四稜錐芯材圖中表示列示如下:11-17複合材料平板固定機構；21-24行走機構；31_34纖維穿絲機構；41_42數控編程機構；5預先處理好的複合材料平板；6複合材料纖維絲。11固定機構上橫梁；12固定機構左支架；13固定機構下橫梁；14固定機構上橫梁定位銷孔；15固定機構右支架；16固定機構下橫梁定位銷孔；17固定機構支撐機構；21行走機構橫梁導軌；22行走機構左支架；23行走機構橫梁；24行走機構右支架；31纖維穿絲機構驅動部件；32纖維穿絲機構穿針支座部件；33纖維穿絲機構數控旋轉部件；34纖維穿絲機構穿針；41數控編程機構編程部件；42數控編程機構執行部件。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。實施例1:圖1是點陣複合材料平板自動編織機的結構立式示意圖。包括:複合材料平板固定機構、行走機構、纖維穿絲機構3和數控編程機構。長寬可在200mm — IOOOmm內進行調節，兩平板平行間距在5mm — 80mm之間進行調節；其中，複合材料平板固定機構包括:固定機構上橫梁11 ;固定機構左支架12 ;固定機構下橫梁13 ;固定機構上橫梁定位銷孔14 ;固定機構右支架15 ;固定機構下橫梁定位銷孔16 ;固定機構支撐機構17。固定機構分別緊固預先處理好的複合材料平板5，並可根據複合材料平板5尺寸設計要求，利用定位銷孔14和16進行調節；[0025]行走機構包括:21行走機構橫梁導軌；22行走機構左支架；23行走機構橫梁；24行走機構右支架；設置在複合材料平板固定機構的兩側，在數控編程部件41的設計控制下在平行於複合材料平板的平面內X和I兩個方向進行水平移動；纖維穿絲機構3包括(參圖2):31纖維穿絲機構驅動部件；32纖維穿絲機構穿針支座部件；33纖維穿絲機構數控旋轉部件；34纖維穿絲機構穿針。纖維穿絲機構穿針支座部件32設置在行走機構2上，數控編程部件41的設計可以通過纖維穿絲機構數控旋轉部件33旋轉穿針的角度、鬆開或緊固穿針，纖維穿絲機構驅動部件31使穿針34垂直於複合材料平板進行運動。數控編程機構包括:編程部件41和執行部件42，主要根據點陣複合材料結構和功能設計的需求，預設並控制行走機構運動軌跡、穿絲機構的穿絲角度和穿絲絲孔的間距，自動編織點陣平板複合材料。為節省高度空間，可將臥式改為立式。實施例:2:本實用新型用作自動編織三稜錐型點陣複合材料平板(參圖3)。將兩塊預先處理好的複合材料平板5，分別固定在複合材料平板固定機構上，通過數控編程機構編程部件41的設計，調整纖維穿絲機構數控旋轉部件33至固定角度(如60° )，通過數控編程機構執行部件42，使得帶有複合材料纖 維絲6的纖維穿絲機構穿針34，在兩面板間按照設定好的運行路徑進行自動編織成三稜錐型點陣複合材料平板。實施例3:本實用新型用作自動編織四稜錐型點陣複合材料平板(參圖3)。參照實施例2，通過調整數控編程機構編程部件41的設計，使得纖維穿絲機構穿針34，在兩面板間按照設定好的運行路徑進行自動編織成四稜錐型點陣複合材料平板。
權利要求1.一種點陣複合材料平板自動編織機，其特徵是，所述自動編織機包括:複合材料平板固定機構、行走機構、纖維穿絲機構，其中， 所述複合材料平板固定機構，用於緊固預先處理好的複合材料平板(5)； 所述行走機構，設置在複合材料平板固定機構的兩側，分別安裝導軌和伺服，行走機構可在平行於複合材料平板的平面內X和I兩個方向進行平動； 所述纖維穿絲機構，包括穿針支座(32)、驅動機構(31)、數控旋轉部件(33)、穿針(34);穿針支座設置在行走機構上；驅動機構使穿針支座垂直於複合材料平板進行運動。
2.如權利要求1所述的點陣複合材料平板自動編織機，其特徵是，所述複合材料平板固定機構可採用臥式或立式。
3.如權利要求1所述的點陣複合材料平板自動編織機，其特徵是，所述複合材料平板固定機構，根據複合材料平板的尺寸設計要求，長寬在200mm-1000mm內進行調節，兩平板平行間距在5mm-80mm之間進行調節。
4.如權利要求1所述的點陣複合材料平板自動編織機，其特徵是，所述複合材料平板固定機構包括:固定機構上橫梁(11);固定機構左支架(12);固定機構下橫梁(13);固定機構上橫梁定位銷孔(14);固定機構右支架(15);固定機構下橫梁定位銷孔(16);固定機構支撐機構(17)。
5.如權利要求4所述的點陣複合材料平板自動編織機，其特徵是，固定機構分別緊固預先處理好的複合材料平板 (5)，並可根據複合材料平板(5)尺寸設計要求，利用固定機構上橫梁定位銷孔(14)和固定機構下橫梁定位銷孔(16)進行調節。
6.如權利要求1所述的點陣複合材料平板自動編織機，其特徵是，所述行走機構包括:行走機構橫梁導軌(21);行走機構左支架(22);行走機構橫梁(23);行走機構右支架(24)。
專利摘要一種點陣複合材料平板自動編織機，包括複合材料平板固定機構、行走機構、纖維穿絲機構和數控編程機構。其中，固定機構緊固預先處理好的複合材料平板；行走機構可根據數控軟體的設計在平行於複合材料平板的平面內x和y兩個方向進行平動；纖維穿絲機構包括穿針支座和驅動機構，穿針支座可根據數控軟體的設計旋轉穿針的角度、鬆開或緊固穿針，驅動機構使穿針支座在垂直於複合材料平板進行平動；數控編程機構包括編程部件和執行部件。本實用新型採用機械化自動製備方法，生產效率高，編織尺寸大，質量穩定，為點陣複合材料推廣用提供了工藝保障。
文檔編號B32B5/06GK203093179SQ20132005111
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月30日 優先權日2013年1月30日
發明者方岱寧, 曾濤, 裴永茂, 饒國光, 陳浩森 申請人:北京大學