[发明专利]一种辅助自动铺放的柔性碳纳米管薄膜自加热平台及方法

说明书

本发明提供了一种辅助自动铺放的柔性碳纳米管薄膜自加热平台及方法，涉及复合材料成型技术领域，能够使铺放工装表面具备加热功能，降低铺放工装与铺放工艺温度间的差异，提高铺放材料粘性，改善铺贴效果；该平台包括从下往上依次铺设的自动铺放模具、碳纳米管薄膜和真空袋；所述碳纳米管薄膜通过导线与电源连接；所述真空袋通过管路与抽真空装置连接；所述碳纳米管薄膜为任意面积，覆盖所述自动铺放模具的铺贴区；所述真空袋通过密封胶粘贴在所述自动铺放模具上，且覆盖所述碳纳米管薄膜所在区域。本发明提供的技术方案适用于自动铺丝/自动铺带的过程中。

【技术领域】

本发明涉及复合材料成型技术领域，尤其涉及一种辅助自动铺放的柔性碳纳米管薄膜自加热平台及方法。

【背景技术】

自动铺放成型技术是近年来发展最快、最有效的复合材料自动化成型制造技术之一，具有效率高、铺放精度高、铺放质量可靠、适用性强等诸多优势。该技术利用多自由度自动铺丝机或铺带机，由铺带头或铺丝头将预浸带或数根预浸纱在柔性压辊下集为一条宽度可变的预浸带后铺放在模具表面、加热软化并压实定型。预浸纱可以为热固性预浸料、热塑性预浸料或干纤维窄带。铺放过程中通过铺丝机/铺带机自带加热系统使窄带中树脂软化具备粘性实现层间粘结定型。

现有自动铺放工装平台多为金属结构，其表面为室温，与被加热软化的预浸料温度差大。因此，首层铺放预浸带贴合模具时，预浸料贴模面接触冷模具使其粘性变差，影响与模具的贴合性，质量难以控制。需要对模具加热，降低低温模具与预浸料间的温度差保持预浸料粘性，以保证良好贴合。模具加热在铺放中应用较少，但在其他复合材料成型工艺中，模具加热已有相对成熟的方式。主要包括三种，即电加热、环境加热、内置管道液体加热(包括水加热或油加热)。电加热方式适用简单小模具，加热组件设计和安装复杂；环境加热是对整个工作环境加热，适用于小的密闭环境，成本高；液体加热在风电行业较多，但是存在气密性和泄露问题，油加热还存在污染清理问题，且加热温度受液体沸点影响不可调。以上方法在辅助自动铺放工艺中均存在不足。

因此，有必要研究一种辅助自动铺放的柔性碳纳米管薄膜自加热平台来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供了一种辅助自动铺放的柔性碳纳米管薄膜自加热平台及方法，能够使铺放工装表面具备加热功能，降低铺放工装与铺贴工艺温度间的差异，提高材料粘性，改善铺贴效果。

一方面，本发明提供一种辅助铺放的柔性碳纳米管薄膜自加热平台，其特征在于，所述自加热平台包括从下往上依次铺设的自动铺放模具、碳纳米管薄膜和真空袋；所述碳纳米管薄膜通过导线与电源连接；所述真空袋通过管路与抽真空装置连接。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述碳纳米管薄膜为任意面积，覆盖所述自动铺放模具的铺贴区域。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述碳纳米管薄膜的面积大于所述自动铺放模具的铺贴区域，且小于所述真空袋的作用面积。真空袋的作用面积指抽真空后真空袋和自动铺放模具的接触面积。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述碳纳米管薄膜的厚度为10um-1mm，密度低于1g/cm³。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述抽真空装置为气泵或空压站。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述导线通过压敏胶带与所述碳纳米管薄膜的边缘连接。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述真空袋通过密封胶粘贴在所述自动铺放模具上，且覆盖所述碳纳米管薄膜所在区域。

另一方面，本发明提供一种辅助铺放的柔性碳纳米管薄膜自加热平台的使用方法，其特征在于，所述使用方法的步骤包括：