CN120206848A 一种碳纤维预浸料热压方法及装置

(19)国家知识产权局(10)申请公布号CN120206848A(71)申请人深圳市海德盈富信息技术策划有限地址518000广东省深圳市罗湖区南湖街道新南社区东门南路2020号太阳岛大厦9N(74)专利代理机构芜湖宸泽知识产权代理事务所(普通合伙)34208专利代理师周越龙(54)发明名称一种碳纤维预浸料热压方法及装置本发明属于碳纤维生产技术领域，提供了一种碳纤维预浸料热压方法及装置，所述装置包括底座，所述底座上设置有下模，下模靠近底座的表面设置有多组滚珠，所述底座上通过多组导向柱固定安装有顶板，顶板上固定安装有指向底座的第一伸缩件，第一伸缩件输出端与滑动安装在导向柱上的升降板固定连接，所述升降板上固定安装有上模。相较于现有技术，本发明的有益效果如下：从下模的四个侧面上单独进行定位调整，下模在四组推力的作用下保持静止，实现下模与上模的精确定位，能够对不同尺寸的下模进行定位使用，提高设备使用的灵活性，且对下模6684725A2(2),下模(2)靠近底座(1)的表面设置有多组滚珠(3),所述底座(1)上通过多组导向柱(4)固定安装有顶板(5),顶板(5)上固定安装有指向底座(1)的第一伸缩件(6),第一伸缩件(6)输出端与滑动安装在导向柱(4)上的升降板(7)固定连接，所述升降板(7)上固定安装有上模(38);所述升降板(7)靠近底座(1)的表面固定安装有多组围绕第一伸缩件(6)的轴线呈圆周阵列分布的第一支板(9),第一支板(9)上固定安装有第二伸缩件(10),第二伸缩件(10)输出端固定安装有第二支板(11),第二支板(11)远离上模(38)的侧面固定安装有第一电磁铁(12),所述第二支板(11)上固定安装有第三支板(14),第三支板(14)上滑动安装有竖板(15),竖板(15)上滑动安装有平行分布的第一滑板(16)和第二滑板(19),所述第一滑板定安装有第四支板(17),第四支板(17)远离竖板(15)的表面固定安装有永磁体(18),第二滑板(19)靠近上模(38)的一端固定安装有安装架(20),安装架(20)内转动安装有多组滚轮2.根据权利要求1所述的一种碳纤维预浸料热压装置，其特征在于，所述第一支板(9)上固定安装有导向板(13),导向板(13)沿着第二伸缩件(10)的长度方向分布，导向板(13)和第二滑板(19)相互靠近的表面均开设有槽且槽内固定安装有齿条(22),竖板(15)上转动上模(38)的侧面固定安装有第二弹性件(31),第二弹性件(31)远离竖板(15)的一端与固定设有安装槽(33),安装槽(33)内固定安装有第三伸缩件(34),第三伸缩件(34)输出端固定底座(1)的一端开设有第二通槽(24),竖板(15)侧壁上开设有位于第二通槽(24)内的导向槽(25),导向槽(25)内滑动安装有第一基板(26)和第二基板(28),第一基板(26)与第二基周均固定安装有支撑条(37),支撑条(37)向上移动时与第一基板(26)接触并推动第一基板(26)向上移动，竖板(15)靠近底座(1)的一端固定安装有第二电磁铁(30),底座(1)为磁性步骤S1:将下模(2)放置在底座(1)的中部，将上模(38)固3模(38)移动直至第二支板(11)与上模(38)的侧面接触；步骤S2:第一伸缩件(6)带动升降板(7)向下移动直至竖板(15)与的底座(1)接触，之后对第一电磁铁(12)通电并使升降板(7)继续下降，竖板(15)保持静止，当第一电磁铁(12)下降到永磁体(18)所在的区域后，在磁力的排斥下使得第一滑板(16)向远离上模(38)的方向步骤S3:第一滑板(16)移动时带动第二滑板(19)向靠近，第二滑板(19)带动滚轮(21)向靠近下模(2)的方向移动直至滚轮(21)与下模(2)接触，之后滚轮(21)即可推动下模(2)沿着第二滑板(19)的长度方向移动，直至对应侧的滚轮(21)也与下模(2)的侧面接触，最终四组竖板(15)上的滚轮(21)分别与下模(2)的四个侧边接触且下模(2)保持静止；步骤S4:升降板(7)继续下移使上模(38)与下模(2)接触密封，之后进行热压，热压完成后，升降板(7)复位，取出热压完成的碳纤维预浸料，重复上述步骤继续进行热压作业。4技术领域[0001]本发明属于碳纤维生产技术领域，尤其涉及一种碳纤维预浸料热压方法及装置。背景技术[0002]碳纤维模压成型是一种应用广泛的高性能复合材料成型工艺。该工艺使用碳纤维作为增强材料，通过模具的压力和温度，将树脂与碳纤维充分混合后，在模具中进行压制成车、体育器材等领域得到了广泛应用。[0003]现有的热压装置中是通过液压缸直接驱动上模下压合模，模具在运动过程中，导套受到摩擦力影响产生磨损，同样会导致合模时模具错位，上模与下模难以上下对齐，这就需要频繁进行检查和调整模具，进而影响碳纤维预浸料成型效率，针对上述的技术问题，专利公告号为CN118514362A的中国专利，其在使用时通过同步移动的第一夹持板和第二夹持板从下模的四周进行限制，但是由于其第一夹持板与第二夹持板同时移动，若下模不为正方形时，其第一夹持板或第二夹持板与下模接触后会限制另一组夹持板无法移动，下模会对第一夹持板或第二夹持板的运动产生干涉，进而导致在另一个方向上无法对下模的位置进行准确定位，降低了定位的准确性，增加了设备使用的限制性。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种碳纤维预浸料热压方法及装置，旨在解决现有技术中无法对下模的位置进行准确定位，增加了设备使用限制性的技术问题。[0005]本发明是这样实现的，一种碳纤维预浸料热压装置，包括底座，所述底座上设置有下模，下模靠近底座的表面设置有多组滚珠，所述底座上通过多组导向柱固定安装有顶板，顶板上固定安装有指向底座的第一伸缩件，第一伸缩件输出端与滑动安装在导向柱上的升降板固定连接，所述升降板上固定安装有上模；所述升降板靠近底座的表面固定安装有多组围绕第一伸缩件的轴线呈圆周阵列分布的第一支板，第一支板上固定安装有第二伸缩件，第二伸缩件输出端固定安装有第二支板，第二支板远离上模的侧面固定安装有第一电磁铁，所述第二支板上固定安装有第三支板，第三支板上滑动安装有竖板，竖板上滑动安装有平行分布的第一滑板和第二滑板，所述第一滑板和第二滑板同步移动且移动方向相反，所述第一滑板靠近上模的一端固定安装有第四支板，第四支板远离竖板的表面固定安装有永磁体，第二滑板靠近上模的一端固定安装有安装架，安装架内转动安装有多组滚轮，所述升降板上开设有多组供竖板穿过的第一通槽。[0006]进一步的技术方案：所述第一支板上固定安装有导向板，导向板沿着第二伸缩件的长度方向分布，导向板与第二支板滑动连接。[0007]进一步的技术方案：所述第一滑板和第二滑板相互靠近的表面均开设有槽且槽内固定安装有齿条，竖板上转动安装有齿轮，齿轮与第一滑板、第二滑板上的齿条同时啮合。5[0008]进一步的技术方案：所述竖板远离上模的侧面固定安装有第二弹性件，第二弹性件远离竖板的一端与固定安装在第一滑板上的拉力传感器固定连接。[0009]进一步的技术方案：所述底座上开设有安装槽，安装槽内固定安装有第三伸缩件，第三伸缩件输出端固定安装有压力传感器，压力传感器上固定安装有支撑板。[0010]进一步的技术方案：所述竖板靠近底座的一端开设有第二通槽，竖板侧壁上开设有位于第二通槽内的导向槽，导向槽内滑动安装有第一基板和第二基板，第一基板与第二基板通过第一弹性件连接，第二基板上固定安装有与第二滑板配合使用的固定板。[0011]进一步的技术方案：所述支撑板四周均固定安装有支撑条，支撑条向上移动时与第一基板接触并推动第一基板向上移动，竖板靠近底座的一端固定安装有第二电磁铁，底座为磁性材质且第二电磁铁通电与底座吸附固定。[0012]本发明还提供一种碳纤维预浸料热压方法，其应用于上述所述的一种碳纤维预浸料热压装置，其包括以下步骤：步骤S1:将下模放置在底座的中部，将上模固定安装在升降板的下表面中部，将待热压的碳纤维预浸料放置在下模中，第二伸缩件带动第二支板向上模移动直至第二支板与上模的侧面接触；步骤S2:第一伸缩件带动升降板向下移动直至竖板与的底座接触，之后对第一电磁铁通电并使升降板继续下降，竖板保持静止，当第一电磁铁下降到永磁体所在的区域后，在磁力的排斥下使得第一滑板向远离上模的方向移动；步骤S3:第一滑板移动时带动第二滑板向靠近，第二滑板带动滚轮向靠近下模的方向移动直至滚轮与下模接触，之后滚轮即可推动下模沿着第二滑板的长度方向移动，直至对应侧的滚轮也与下模的侧面接触，最终四组竖板上的滚轮分别与下模的四个侧边接触且下模保持静止；步骤S4:升降板继续下移使上模与下模接触密封，之后进行热压，热压完成后，升降板复位，取出热压完成的碳纤维预浸料，重复上述步骤继续进行热压作业。[0013]相较于现有技术，本发明的有益效果如下：1、上模在下降的过程中，通过第一电磁铁与永磁体的磁力使得滚轮始终能够对下模的侧边施加推力，从下模的四个侧面上单独进行定位调整，下模在四组推力的作用下保持静止，实现下模与上模的精确定位，能够对不同尺寸的下模进行定位使用，提高设备使用的灵活性，且对下模进行定位时定位基准为上模，避免上模移动导致上模与下模无法对齐，进一步提高上模与下模定位的准确性。[0014]2、能够根据拉力传感器的读数检测下模是否定位准确，后续可以根据拉力传感器的读数大小调整对应第一电磁铁的电流大小，进而改变第一电磁铁对永磁体磁力的大小，从而实现下模位置的进一步微调，最终保持同一直线上的第一电磁铁的电流大小相同，实现了下模定位的检查，确保下模的定位准确，并能够避免滚轮推不动下模的问题发生。[0015]3、当下模定位完成后，上模位于下模接触前，第三伸缩件带动支撑板向上移动使支撑板与下模的底部接触并压紧，通过压力传感器检测下模、第一弹性件对支撑板的压力，当压力传感器检测的压力达到设定值后停止，此时支撑板对下模有支撑力且保持下模不离开底座，通过下模自身的重力与支撑板配合实现下模的固定，保证下模定位完成后不再移6[0016]4、支撑板向上移动时支撑条与第一基板接触并带动第一基板向上移动，第一基板通过第一弹性件推动第二基板、固定板向上移动，使得固定板与第二滑板接触，通过第一弹性件压缩对第二基板施加压力，进而使得固定板对第二滑板施加压力，使得第二滑板处于固定状态，此时下模四周的滚轮均处于固定状态，进一步限制下模，避免下模移动，进一步提高下模定位的准确性。附图说明[0017]图1为本发明的整体结构示意图。[0018]图2为本发明中升降板的结构示意图。[0019]图3为本发明中底座的剖视结构示意图。[0020]图4为本发明中下模的结构示意图。[0021]图5为本发明中第二支板的结构示意图。[0022]图6为本发明中竖板的结构示意图。[0023]图7为图6中A区域的放大示意图。具体实施方式[0025]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。[0026]以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。[0027]如图1-图7所示，为本发明提供的一种碳纤维预浸料热压装置，包括底座1,底座1上设置有下模2,下模2靠近底座1的表面设置有多组滚珠3,底座1上通过多组导向柱4固定安装有顶板5,顶板5上固定安装有指向底座1的第一伸缩件6,第一伸缩件6输出端与滑动安装在导向柱4上的升降板7固定连接，升降板7上固定安装有上模38;升降板7靠近底座1的表面固定安装有多组围绕第一伸缩件6的轴线呈圆周阵列分布的第一支板9,第一支板9上固定安装有第二伸缩件10,第二伸缩件10输出端固定安装有第二支板11,第二支板11远离上模38的侧面固定安装有第一电磁铁12,第一支板9上固定安装有导向板13,导向板13沿着第二伸缩件10的长度方向分布，导向板13与第二支板11滑动连接，第二支板11上固定安装有第三支板14,第三支板14上滑动安装有竖板15,竖板15上滑动安装有平行分布的第一滑板16和第二滑板19,第一滑板16和第二滑板19同步移动且移动方向相反，第一滑板16和第二滑板19相互靠近的表面均开设有槽且槽内固定安装有齿条22,竖板15上转动安装有齿轮23,齿轮23与第一滑板16、第二滑板19上的齿条22同时啮合，第一滑板16靠近上模38的一端固定安装有第四支板17,第四支板17远离竖板15的表面固定7安装有永磁体18,第二滑板19靠近上模38的一端固定安装有安装架20,安装架20内转动安装有多组滚轮21,升降板7上开设有多组供竖板15穿过的第一通槽8。[0028]本实施例在实际应用时，将下模2放置在底座1的中部，将上模38固定安装在升降板7的下表面中部，将待热压的碳纤维预浸料放置在下模2中，第二伸缩件10带动第二支板11向上模38移动直至第二支板11与上模38的侧面接触，此时四组第二支板11分别与上模38的四个侧面接触，之后第一伸缩件6带动升降板7向下移动直至竖板15与的底座1接触，此时下模2位于四组竖板15内，之后对第一电磁铁12通电并使升降板7继续下降，竖板15保持静止，此时滚轮21位于下模2侧壁高度分布的高度内，第一电磁铁12通电后与永磁体18相互靠近的表面极性相同，当第一电磁铁12下降到永磁体18所在的区域后，在磁力的排斥下使得第一滑板16向远离上模38的方向移动，第一滑板16移动时带动齿轮23转动，齿轮23带动第二滑板19向靠近，第二滑板19带动滚轮21向靠近下模2的方向移动直至滚轮21与下模2接触，之后滚轮21即可推动下模2沿着第二滑板19的长度方向移动，直至对应侧的滚轮21也与下模2的侧面接触，完成下模2在一个方向上的位置调整，下模2在另一方向的位置调整相同，由于多组第二支板11紧贴上模38的侧面对称分布，最终四组竖板15上的滚轮21分别与下模2的四个侧边接触且下模2保持静止，此时下模2与上模38对齐，通过滚轮21降低与下模2之间的摩擦力，通过滚珠3降低与底座1之间的摩擦力，使得下模2能够顺畅的移动并调节位置，之后升降板7继续下移使上模38与下模2接触密封，之后即可进行热压，热压时第一电磁铁12断电，在永磁体18的磁力作用下使得滚轮21脱离下模2,热压完成后，升降板7复位，取出热压完成的碳纤维预浸料，之后重复上述步骤即可继续进行热压作业，上模38在下降的过程中，通过第一电磁铁12与永磁体18的磁力使得滚轮21始终能够对下模2的侧边施加推力，从下模2的四个侧面上单独进行定位调整，下模2在四组推力的作用下保持静止，实现下模2与上模38的精确定位，能够对不同尺寸的下模2进行定位使用，提高设备使用的灵活性，且对下模2进行定位时定位基准为上模38,避免上模38移动导致上模38与下模2无法对齐，进一步提高上模38与下模2定位的准确性。[0029]在本实施例的一个实例中，第一伸缩件6和第二伸缩件10分别为第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆，当然也可以是液压缸等其他能够主动进行长度变换的部件，通过第一电动伸缩杆带动升降板7上下移动。[0030]如图6所示，为本发明提供的一种碳纤维预浸料热压装置，竖板15远离上模38的侧面固定安装有第二弹性件31,第二弹性件31远离竖板15的一端与固定安装在第一滑板16上的拉力传感器32固定连接。[0031]本实施例在实际应用时，当第一电磁铁12通电推动第一滑板16移动时，第一滑板16带动拉力传感器32移动并拉伸第二弹性件31,后续定位完成后拉力传感器32上会显示读数，若下模2的位置与上模38的位置对齐，则位于同一条直线上的两组拉力传感器32的读数相同，处于平衡状态，从而能够根据拉力传感器32的读数检测下模2是否定位准确，后续可以根据拉力传感器32的读数大小调整对应第一电磁铁12的电流大小，进而改变第一电磁铁12对永磁体18磁力的大小，从而实现下模2位置的进一步微调，最终保持同一直线上的第一电磁铁12的电流大小相同，实现了下模2定位的检查，确保下模2的定位准确，并能够避免滚轮21推不动下模2的问题发生。[0032]在本发明的一个实例中，第二弹性件31为第二弹簧，当然也可以弹力球等其他具8有弹性的部件，通过第二弹簧的拉伸对拉力传感器32施加拉力。[0033]如图3、图6、图7所示，为本发明提供的一种碳纤维预浸料热压装置，底座1上开设有安装槽33,安装槽33内固定安装有第三伸缩件34,第三伸缩件34输出端固定安装有压力传感器35,压力传感器35上固定安装有支撑板36。[0034]具体的，竖板15靠近底座1的一端开设有第二通槽24,竖板15侧壁上开设有位于第二通槽24内的导向槽25,导向槽25内滑动安装有第一基板26和第二基板28,第一基板26与第二基板28通过第一弹性件27连接，第二基板28上固定安装有与第二滑板19配合使用的固定板29。[0035]具体的，支撑板36四周均固定安装有支撑条37,支撑条37向上移动时与第一基板26接触并推动第一基板26向上移动，竖板15靠近底座1的一端固定安装有第二电磁铁30,底座1为磁性材质且第二电磁铁30通电与底座1吸附固定。[0036]本实施例在实际应用时，竖板15与底座1接触后，第二电磁铁30通电并吸附底座1,使竖板15为固定状态，当下模2定位完成后，上模38位于下模2接触前，第三伸缩件34带动支撑板36向上移动使支撑板36与下模2的底部接触并压紧，通过压力传感器35检测下模2、第一弹性件27对支撑板36的压力，当压力传感器35检测的压力达到设定值后停止，此时支撑板36对下模2有支撑力且保持下模2不离开底座1,通过下模2自身的重力与支撑板36配合实现下模2的固定，保证下模2定位完成后不再移动，提高定位的准确性；同时支撑板36向上移动时支撑条37与第一基板26接触并带动第一基板26向上移动，第一基板26通过第一弹性件27推动第二基板28、固定板29向上移动，使得固定板29与第二滑板19接触，通过第一弹性件27压缩对第二基板28施加压力，进而使得固定板29对第二滑板19施加压力，使得第二滑板19处于固定状态，此时下模2四周的滚轮21均处于固定状态，进一步限制下模2,避免下模2移动，进一步提高下模2定位的准确性。[0037]在本发明的一个实例中，第三伸缩件34为第三电动伸缩杆，当然也可以是液压缸等其他能够主动进行长度变换的部件，通过第三电动伸缩杆带动支撑板36上下移动，第一弹性件27为第一弹簧，当然也可以弹力球等其他具有弹性的部件，通过第一弹簧压缩对固定板29施加压力。[0038]如图1-图7