[发明专利]一种超混杂复合层板自由滚弯的设备及成形方法

权利要求书

1.一种超混杂复合层板自由滚弯的设备，其特征在于：

从进料到出料依次有送料辊轴组件、辊压轴组件、弯曲组件、切割组件、保温保压箱；

所述的送料辊轴组件由若干个相互平行的圆柱形辊轴组成，在相互辊轴之间有喷枪，每个辊轴上缠绕有复合层板的单层材料；

所述辊压轴组件是由前后排列的若干平行成对的圆柱轴组成,辊轴中内含加热电阻丝；

所述弯曲组件由圆盘、定辊轴、弯曲辊轴组成，

在进料方向的两侧各有一圆盘，两圆盘圆心处安装有圆柱定辊轴，两圆盘上开有若干道过圆心的径向卡槽，两圆盘卡槽上安装有与所述定辊轴平行的圆柱弯曲辊轴，所述弯曲辊轴和定辊轴固定于两圆盘上；

所述圆盘由含CAM软件程序的数字控制系统驱动旋转；

弯曲过程中所述定辊轴与弯曲辊轴保持一定的线速度转动，且弯曲辊轴随圆盘一起绕定辊轴公转；

出料口末端安装有切割组件；

所述保温保压箱含内部装有可移动活塞的密闭容器，箱体内部有加热电阻丝，冷却水道。

2.根据权利要求1所述的一种超混杂复合层板自由滚弯的设备，其特征在于，所述切割组件包括水切割喷头、顶料块、弹簧、固定板，顶料块通过弹簧与固定板连接固定，顶料块顶住加工材料并探测需切割部位的高度，构件切割部位与水切割喷头保持恒定高度差。

3.一种基于如权利要求1所述设备的超混杂复合层板自由滚弯及成形方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、将经过表面处理后的金属卷材、纤维增强树脂基复合材料预浸料卷材按照特定次序套在相应送料辊轴上；

S2、送料辊轴按特定线速度转动同时，喷枪将胶料均匀喷覆于金属卷材所需与复合材料粘接的表面；

S3、多层卷材叠层后经牵引进入多道次高温辊压工位，在高温高压下排出多余胶量及空气，使各层间完全贴合；

S4、层间密闭贴合后的复合板材进入自由弯曲工位，定辊轴保持匀速自转，弯曲辊轴根据预先设定好的程序在圆盘的牵引下绕定辊轴公转，弯曲至特定弧度后，弯曲辊轴沿反方向复位，并切换定辊轴，为下一不同曲率的弯曲动作做准备；

S5、弯曲成形完毕的部分传递至水切割工位进行切割，弹性顶料装置根据切割部位高度自动调节水枪高度后进行切割操作；

S6、将成形后的超混杂复合材料构件置于密闭腔体中，驱动活塞下降压缩内部空气达到指定压力，给箱体内部的电阻丝通电放热保持保温保压固化；

S7、在箱体内部预设冷却水道中通冷却水保压降温，取出成形后构件；

该装置中所有辊轴以同一线速度进行自转，且辊轴的自转线速度与层板结构的工作成形速度相同。

4.如权利要求3所述的一种超混杂复合层板自由滚弯及成形方法，其特征在于：步骤S1中金属卷材包括厚度为0.1mm-0.5mm的钛合金、铝合金、镁合金、铜合金或不锈钢卷材，夹心层包括各类厚度为0.1mm-0.5mm纤维增强树脂基复合材料预浸料或自增强树脂基复合材料预浸料，送料辊轴的数量及排布位置根据超混杂复合层板构件的结构而定。

5.如权利要求3所述的一种超混杂复合层板自由滚弯及成形方法，其特征在于：步骤S2中，送料辊轴以均匀角速度转动送料，若中间层复合材料预浸料的基体为热塑性树脂时，在金属层和复合材料层间增设热塑性树脂薄膜辊轴，若中间层复合材料预浸料的基体为热固性树脂时，通过喷枪将混于有机溶剂中的树脂均匀喷覆于金属卷料与预浸料接触的一面，喷射速度取决于所需胶层厚度。

6.如权利要求3所述的一种超混杂复合层板自由滚弯及成形方法，其特征在于：步骤S3中，辊压工位中包含三对辊轴，辊轴中内含加热电阻丝，加热温度取决于预浸料中树脂基体的固化温度，辊压压力取决于预浸料的固化压力。

7.如权利要求3所述的一种超混杂复合层板自由滚弯及成形方法，其特征在于：步骤S4中，根据复杂弯曲构件的形状在CAM软件中生成相应程序并输入装置数字控制系统中，驱动圆盘旋转，从而带动弯曲棍轴绕定辊轴公转，弯曲至特定弧度后，弯曲辊轴沿反方向复位，并切换定辊轴，为下一不同曲率的弯曲动作做准备，弯曲过程中定辊轴与弯辊轴始终保持一定的线速度转动。

8.如权利要求3所述的一种超混杂复合层板自由滚弯及成形方法，其特征在于：步骤S6、S7中，保温保压箱内密闭容器里活塞上下运动压缩空气后获得该超混杂复合层板所需的保压压力，复合材料预浸料的基体为热固性树脂时，箱体内部的加热电阻丝工作完成保温过程，固化完成后，冷却水道中通循环冷却水快速降温。