[发明专利]一种原位固化纤维铺放头紫外LED灯组光强均匀性调节装置

说明书

技术领域：

本发明专利涉及复合材料制造领域，专门用于UV(多个365nm波长LED灯组成)原位固化纤维增强复合材料的UV光强均匀性调节装置。

背景技术：

树脂基纤维增强复合材料具有密度小、比强度高、抗疲劳性，以及耐腐蚀形，在航空航天、风力发电叶片、轻量化列车等领域有着非常广阔的应用前景。纤维铺放与热压罐结合是制造复合材料构件的主要方法之一，但这种固结工艺容易产生热应力而导致构件变形，制造周期长，成本大。紫外光原位固化纤维铺放技术是复合材料构件低成本制造的一种新方法，该方法将一层或若干层浸润着光敏树脂的纤维铺层15进行铺设滚压，在纤维铺层15上方安装有由多个365nm波长LED紫外灯组成矩形UV光源1，由该UV光源1同时对浸润着光敏树脂的多束纤维进行辐照，从而使纤维铺层15发生光固化反应而固化定型成产品。UV光源1光强均匀性是影响原位固化纤维铺放复合材料构件性能的重要因素，UV灯光强不均匀，复合材料构件固化程度不均匀，复合材料构件内部产生内应力，发生翘曲，导致复合材料构件性能的下降。控制原位固化纤维铺放UV光源1光强均匀性是提高原位UV固化纤维铺放复合材料构件性能的一个重要方面。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种原位固化纤维铺放头紫外LED灯组光强均匀性调节装置，包括连接机构、后调节机构、前调节机构和LED灯；所述连接机构固定在铺放头系统14上，连接机构后侧面设置有一组后调节机构，在每个后调节机构下端都安装有LED灯，后调节机构用于控制其上的LED灯的高度和照射角度，后调节机构下端的LED灯构成后LED灯组；连接机构前侧面设置有一组前调节机构，在每个前调节机构下端都安装有LED灯，前调节机构用于控制其上的LED灯的高度和照射角度，前调节机构下端的LED灯构成前LED灯组；后LED灯组和前LED灯组相对设置，后LED灯组产生的光斑与前LED灯组产生的光斑成交叉连续排列成矩形均匀光斑。

所述连接机构由Z型杆10-1和倒梯形台10-2构成，Z型杆10-1下端垂直固定在倒梯形台10-2的顶面，Z型杆10-1上端固定在铺放头系统14后下侧，倒梯形台10-2后侧面设置有后横槽3-1，倒梯形台10-2前侧面设置有前横槽3-2；后横槽3-1内都设置有后调节螺栓12-1；前横槽3-2内都设置有前调节螺栓12-2；

所述后调节机构由第一后连杆4-1、第二后连杆5-1、后调节螺栓连接件9-1、后套筒8-1和后紧固螺钉7-1构成，第一后连杆4-1上端通过后调节螺栓12-1与后横槽3-1活动连接，后调节螺栓12-1用于确定第一后连杆4-1上端在后横槽3-1的位置，第一后连杆4-1下端和第二后连杆5-1通过后调节螺栓连接件9-1连接，后套筒8-1的顶端设置后紧固螺钉7-1，后套筒8-1内部设置后LED灯6-1，后紧固螺钉7-1用于固定后套筒8-1内部设置后LED灯6-1；

所述前调节机构由第一前连杆4-2、第二前连杆5-1、前调节螺栓连接件9-2、前套筒8-2和前紧固螺钉7-2构成，第一前连杆4-2上端通过前调节螺栓12-2与前横槽3-2活动连接，前调节螺栓12-2用于确定第一前连杆4-2上端在前横槽3-2的位置，第一前连杆4-2和第二前连杆5-1通过前调节螺栓连接件9-2连接，前套筒8-2的顶端设置前紧固螺钉7-2，前套筒8-2内部设置前LED灯6-2，前紧固螺钉7-2用于固定前套筒8-2内部设置前LED灯6-2。

所述后调节机构由2-20个后调节机构组成，所述前调节机构由2-20个前调节机构组成，后调节机构和前调节机构交叉布置在倒梯形台10-2的两侧面。

所述Z型杆10-1上端设置有安装孔11，Z型杆10-1上端通过安装孔11固定在铺放头系统14后下侧。所述后LED灯6-1和前LED灯6-2都是365nm波长的LED灯。

该装置通过分别调节各个LED灯与铺设层平面的距离(高度)、照射角度，以及灯与灯之间的间距，使LED灯形成具有一定宽度和长度的连续均匀性矩形光斑。如图1a所示，为多个365nm的LED并排排列，由该排列所形成的是不连续的照射光斑；图b所示为多个365nm的LED两排排列，通过调节每个LED的照射角度、照射高度和各个LED之间的距离，可以形成具有一定宽度和长度的矩形光斑。