[发明专利]一种连续纤维增强复合材料管件的快速成型装置及方法

摘要

一种连续纤维增强复合材料管件的快速成型装置及方法，包括：原材料丝盘，预热单元、成型单元、冷凝单元、拉挤单元，安装基板。原材料丝盘为用于缠绕待成型材料的滚轴结构；预热单元用于对待成型材料进行一次加热使待成型材料从条带结构弯折成弧面型材；成型单元用于对待成型材料进行二次加热使待成型材料进一步弯折封闭为管件；冷凝单元用于使管件冷却定型；拉挤单元用于使管件沿轴线方向运动。本发明装置适宜管件的空间在轨成型，采用本方法制备的连续纤维增强复合材料管件具有强度高、速度快、低功耗、设备体积小、成型尺寸大的特点。

主权项

1.一种连续纤维增强复合材料管件的快速成型装置，其特征在于，包括：原材料丝盘(1)，预热单元(2)、成型单元(3)、冷凝单元(4)、拉挤单元(5)，安装基板(6)；所述原材料丝盘(1)为用于缠绕待成型材料的滚轴结构，所述待成型材料为预浸带或编织布；所述待成型材料中的纤维体积含量的取值范围为30％～70％，所述原材料丝盘上缠绕的待成型材料的缠绕长度大于成型管件的长度设计值；所述预热单元(2)用于对待成型材料进行一次加热，将待成型材料加热到软化点以上，使待成型材料通过弧形通道从条带结构弯折成弧面型材；所述成型单元(3)用于对待成型材料进行二次加热，将待成型材料加热到成型温度以上，使待成型材料通过阶梯通孔从弧面型材进一步弯折封闭为管件，所述阶梯通孔包括锥形孔和圆形通孔，所述锥形孔位于成型单元(3)靠近所述预热单元(2)一侧的端面上；所述冷凝单元(4)用于对所述待成型材料形成的管件进行冷却定型，使所述管件冷却至环境温度；所述拉挤单元(5)用于使所述管件沿轴线方向运动；所述安装基板(6)用于固定原材料丝盘(1)、预热单元(2)、成型单元(3)、冷凝单元(4)、拉挤单元(5)；所述待成型材料依次通过所述预热单元(2)、成型单元(3)、冷凝单元(4)、拉挤单元(5)加工成管件；所述原材料丝盘(1)、预热单元(2)、成型单元(3)的位置结构满足下列等式：其中，B为待成型材料的宽度，θ为成型单元(3)锥形孔的锥角，d1为所述预热单元(2)弧形通道的最大直径，d2为成型单元(3)圆柱形通孔的直径。