專利名稱：一種用于制備樹脂混雜復合材料預成型件隔離層專用注射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種組合的自動化成形裝置，用于自動化制備復合材料預成型件隔離層。
隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，對材料的結(jié)構(gòu)性和功能性提出越來越苛刻的要求。多樹脂混雜復合材料部件是最近這一領(lǐng)域發(fā)展的一個新的分支。
共注射樹脂轉(zhuǎn)移模塑(CIRTM，USP6048488)，在預成型件層間置放固體隔離層薄膜后注射樹脂，提供了用單一步驟制造層間混雜樹脂復合材料部件，同時又能降低成本，提高部件質(zhì)量的工藝過程。
但是上述制造方法只用于制造層間樹脂混雜復合材料。層內(nèi)分區(qū)混雜復合材料可以使復合材料具備更優(yōu)良的性能，可以代替多部件組合體，以滿足多功能要求。采用注射成型在預成型件厚度方向上制造隔離層，可以通過RTM或VARTM等工藝制造層內(nèi)分區(qū)多樹脂系統(tǒng)的多功能混雜復合材料部件；用于制造形狀復雜的構(gòu)件，并大大提高生產(chǎn)效率。保證形成性能可靠優(yōu)良的隔離層是層內(nèi)分區(qū)樹脂混雜復合材料的關(guān)鍵技術(shù)之一。
本實用新型的目的在于集成一種組合的自動化裝置，用于自動化制備隔離層。集成制備復合材料隔離層的專用注射裝置由機械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、樹脂泵和注射槍組成。其特征在于計算機控制的多軸系統(tǒng)(CNC)；可以對樹脂和固化劑的量進行定量控制的活塞式往復動力泵；具有靜態(tài)紊流混合器的注射槍。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1是本實用新型的工作原理圖。
圖2是注膠系統(tǒng)示意圖。
圖中1.機械臂 2.某一樹脂組份 3.另一樹脂組份 4.隔離層一端 5.隔離層另一端 6.活塞式樹脂泵 7.樹脂罐 8.活塞式固化劑泵 9.固化劑罐 10.靜態(tài)混合器 11.注射槍 12.預成型件在
圖1中，通過數(shù)控多軸控制系統(tǒng)進行精確定位，可以使機械臂(1)以一定的步長在XY平面和Z軸方向上交替運動并注射粘結(jié)劑，保證粘結(jié)劑在預制件中分布成一定的點陣、滲透擴散形成連續(xù)相，快速固化后形成均勻致密的隔離層(4)-(5)，這樣可以在兩側(cè)分別注射兩種不同組分的樹脂(2)和(3)。使用這項技術(shù)，可以使用一定的運動程序?qū)崿F(xiàn)對機械臂運動的編程，通過控制機械臂的運動和相應(yīng)的粘結(jié)劑的注入，控制隔離層的位置、形狀和厚度，從而實現(xiàn)了對隔離層制造的自動化。
在圖2所示實施例中，機械臂除了傳動機械系統(tǒng)外，還包括樹脂傳送機構(gòu)和注射槍等部分。它以往復式氣缸為壓力源，樹脂泵(6)與固化劑泵(6)聯(lián)動，分別將樹脂和固化劑從樹脂罐(7)和固化劑罐(9)中以設(shè)定計量配比壓入靜態(tài)混合器(10)內(nèi)混合，然后通過注射槍(11)注入預制件(12)中。樹脂在樹脂傳送機構(gòu)中流動時通過流量控制器和過濾器對樹脂的量進行控制，同時通過側(cè)向杠桿對固化劑的量進行控制。樹脂和固化劑分別具有貯存器，可以保證其穩(wěn)定流動。注射槍后有一個靜態(tài)紊流混合器，可使樹脂和固化劑在無氣狀態(tài)下混合均勻。
本實用新型采用數(shù)控系統(tǒng)制造預成型件隔離層，其最根本的優(yōu)勢在于制成的隔離層的形狀、尺寸不受限制，精度高，從而提高了隔離層的質(zhì)量和制造效率，降低了成本。有以下幾方面的優(yōu)點1)可形成優(yōu)異的隔離層，其厚度穩(wěn)定性和粘結(jié)劑分布的均勻。
2)提高了材料的使用效率，有助于環(huán)境保護。
3)降低制造周期，提高產(chǎn)率。
4)降低人力消耗。
5)簡化加工步驟。
6)節(jié)能。
權(quán)利要求1.一種用于制造預成型件隔離層的專用注射裝置，它由機械臂和注射槍組成，其特征在于集合了以下組件計算機控制的多軸系統(tǒng)(CNC)；可以對樹脂和固化劑的量進行定量控制的活塞式往復動力泵；具有靜態(tài)紊流混合器的注射槍，通過數(shù)控多軸控制系統(tǒng)進行精確定位，可以使機械臂(1)以一定的步長在XY平面和Z軸方向上交替運動并注射粘結(jié)劑，保證粘結(jié)劑在預制件中分布成一定的點陣、滲透擴散形成連續(xù)相，快速固化后形成均勻致密的隔離層(4)-(5)，這樣可以在兩側(cè)分別注射兩種不同組分的樹脂(2)和(3)。使用這項技術(shù)，可以使用一定的運動程序?qū)崿F(xiàn)對機械臂運動的編程，通過控制機械臂的運動和相應(yīng)的粘結(jié)劑的注入，控制隔離層的位置、形狀和厚度，從而實現(xiàn)了對隔離層制造的自動化，樹脂傳送機構(gòu)和注射部分以往復式氣缸為壓力源，樹脂泵(6)與固化劑泵(6)聯(lián)動，分別將樹脂和固化劑從樹脂罐(7)和固化劑罐(9)中以設(shè)定計量配比壓入靜態(tài)混合器(10)內(nèi)混合，然后通過注射槍(11)注入預制件(12)中，樹脂在樹脂傳送機構(gòu)中流動時通過流量控制器和過濾器對樹脂的量進行控制，同時通過側(cè)向杠桿對固化劑的量進行控制。樹脂和固化劑分別具有貯存器，可以保證其穩(wěn)定流動，注射槍后有一個靜態(tài)紊流混合器，可使樹脂和固化劑在無氣狀態(tài)下混合均勻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造復合材料隔離層的專用注射裝置，其組件有數(shù)控機械臂，由多軸控制系統(tǒng)和伺服執(zhí)行機構(gòu)組成；可采用具有XYZ三維定位的通用機器人手臂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造預成型件隔離層的專用注射裝置，其組件有微量樹脂傳送裝置?？刹捎眯×髁縍TM注射用的樹脂泵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造預成型件隔離層的專用注射裝置，其組件有微量注射槍。該注射槍應(yīng)具有靜態(tài)紊流器和溶劑罐，注射槍的注膠口直徑小于1毫米，并能夠?qū)崿F(xiàn)可控微量脈沖注射。
專利摘要制造層內(nèi)樹脂混雜復合材料時需要在預成型件上制備隔離層。本新型為一個自動化注射組件，由機械臂和注射槍組成。根據(jù)預成型件中隔離層位置與高度，由運動系統(tǒng)控制機械臂將注射槍在設(shè)定的位置以一定深度刺入預成型件，并定量注射隔離層成型液(如可快速固化的粘結(jié)劑)，固化后形成隔離層。
文檔編號B29C44/34GK2585746SQ0222075
公開日2003年11月12日 申請日期2002年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月24日
發(fā)明者肖軍, 李勇, 陳偉, 郝衛(wèi) 申請人:南京航空航天大學