一種用于復合材料的電磁感應加熱快速成型設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種復合材料低成本快速成型設備，尤其是一種用于復合材料的電磁感應加熱快速成型設備。
【背景技術】
[0002]隨著復合材料技術應用日臻成熟，復合材料近年來也發展迅猛。為了進一步滿足復合材料推廣應用的需求，規模化生產技術，低成本快速成型技術成為當今復合材料領域的熱點之一。實現復合材料低成本快速成型，不僅要從材料本身性能和成型工藝進行改進，更要對制備復合材料的設備進行研發、改造、升級。
[0003]熱壓罐、烘箱、壓力機是傳統的復合材料成型設備，原理均為通過對模具周圍環境加熱以熱傳導的方式對模具進行加熱，該加熱方式缺點在于模具的升溫速率受限于模具表面的熱交換系數，同時又受限于復合材料成型工藝中使用的輔助材料的耐溫性能。以經典的熱壓罐為例，設備內腔的材料重量遠遠大于復合材料模具的重量，因此設備功率很大，能耗很高，使能耗成本占復合材料生產成本的比重較大。另外，熱壓罐、烘箱的加熱過程，需要伴隨內部定向氣流的流動以提高熱交換效率，但是就造成復合材料模具的各部位受熱不均勻，迎風面熱交換快，背風面慢，模具各部位溫差大。不同模具間由于受到不同的氣流傳熱，模具間的溫差大。因此，進熱壓罐、烘箱的復合材料固化工藝，需要限定升溫速率上限，對模具也有較高要求，防止溫差過大，影響復合材料產品的質量。由傳統復合材料成型設備能力，限制了復合材料技術的發展。為適應上述模具溫差大，升溫慢等制約，復合材料的樹脂基體進行了大量的改性，成型技術、模具設計等均開展了大量適應性研宄，投入巨大的成本。
[0004]綜上所述，以熱壓罐代表的傳統的復合材料成型設備的工藝成本高，耗能大，復合材料固化周期長，生產效率低。同時設備系統復雜，建設成本高。
[0005]而壓力機成型，需要陰陽配對模具，對模具制造要求高，制造成本高，模具厚重，加熱影響區包括壓力機的部件，加熱材料重量大，功率很大。且難以適應大尺寸、較復雜形狀廣品的制造。
[0006]同時，受材料界面熱交換系數的制約，以及制造真空袋的非金屬輔助材料耐溫能力的制約，傳統的復合材料固化成型設備難以實現較高的升溫速率，這使復合材料固化成型工藝周期需要數小時甚至數十小時，生產效率受此制約，要實現規模化生產，設備投入規模大，分擔成本高。樹脂的固化熱過程長，易發生性能的變化，導致復合材料產品出現缺陷等問題。
[0007]為此，以傳統熱傳導方式加熱模具制備復合材料的這類成型工藝難以有效實現復合材料低成本快速成型。

【發明內容】

[0008]本發明的目的在于，提供一種用于復合材料的電磁感應加熱快速成型設備。
[0009]用于解決問題的方案
[0010]為了實現上述目的，本發明創造提供一種用于復合材料的電磁感應加熱快速成型設備，包括:
[0011]殼體；
[0012]電磁感應加熱模塊，其設置在所述殼體內，并能夠根據下述集成控制模塊的指令，調節電磁強度及感應加熱脈沖時間間隔；
[0013]測溫模塊，其設置在所述電磁感應加熱模塊的加熱區域內，并能夠檢測并向下述集成控制模塊發送所述加熱區域的溫度；
[0014]集成控制模塊，其設置在所述殼體外部，與所述電磁感應加熱模塊、所述測溫模塊連接，并能夠根據測溫模塊的溫度信息和/或預先設置的閾值控制所述電磁感應加熱模塊。
[0015]優選地，用于復合材料的電磁感應加熱快速成型設備，所述殼體為快開門壓力容器；還包括壓力控制模塊，其設置在所述快開門壓力容器上，并能夠根據所述集成控制模塊的指令，對所述快開門壓力容器進行加壓、穩壓或減壓。
[0016]優選地，用于復合材料的電磁感應加熱快速成型設備，還包括真空控制模塊，其設置在所述快開門壓力容器上，并能夠根據所述集成控制模塊的指令，對復合材料進行真空化。
[0017]優選地，用于復合材料的電磁感應加熱快速成型設備，還包括冷卻模塊，其設置在所述快開門壓力容器上，并能夠根據所述集成控制模塊的指令，控制冷卻模塊中的冷卻風機的啟停。
[0018]優選地，用于復合材料的電磁感應加熱快速成型設備，所述測溫模塊包括熱電偶，用于檢測所述加熱區域的溫度；所述電磁感應加熱模塊包括一個或一個以上的電磁感應加熱線圈，每個所述電磁感應加熱線圈的加熱區域內均設有一個或一個以上的熱電偶。
[0019]優選地，用于復合材料的電磁感應加熱快速成型設備，所述復合材料鋪設在模具上，且外包有真空袋。
[0020]優選地，用于復合材料的電磁感應加熱快速成型設備，所述電磁感應加熱線圈為環形線圈、平面線圈、曲面線圈中的一種或幾種。
[0021]一種復合材料的電磁感應加熱快速成型工藝，包括以下步驟:
[0022]在模具上將未固化的復合材料鋪覆完成，并在所述復合材料外包覆真空袋；
[0023]將熱電偶裝入上述模具，對所述真空袋進行真空化；
[0024]將所述真空袋包覆好的模具放入電磁感應線圈中；
[0025]在集成控制模塊中設定固化溫度、壓力參數，啟動感應線圈對模具進行加熱，開始固化；
[0026]根據測溫模塊反饋的溫度，對內部充氣加壓，繼續固化過程；
[0027]固化結束后，泄壓降溫取出產品。
[0028]有益效果
[0029]1、采用電磁感應線圈直接作用金屬模具自發加熱的方式，可實現升溫快，耗能低，大幅縮短復合材料固化成型工藝周期，具備了低成本快速成型的條件。
[0030]2、采用電磁感應加熱，僅加熱復合材料成型模具本身，設備其它結構不產生能耗，因此能耗可大幅度降低。同時模具自身發熱，不受熱交換系數的限制，在復合材料本身可以允許的范圍內，可以產生較高的升溫速率，如I?10°c /min，大幅度縮短工藝周期，適應規模化生產，設備產出效率大幅提高，從而實現低成本快速成型。
【附圖說明】
[0031]圖1為本發明一實施例的結構示意圖；
[0032]圖2為本發明一實施例的結構示意圖；
[0033]圖3為本發明一實施例的結構示意圖；
[0034]圖4為本發明一實施例的結構示意圖；
[0035]圖5為本發明一實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0036]下面對本發明創造實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明創造部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明創造中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明創造保護的范圍。
[0037]如圖1至圖4所示，為本發明的結構示意圖。
[0038]一種用于復合材料的電磁感應加熱快速成型設備，包括:
[0039]殼體I ;
[0040]電磁感應加熱模塊4，其設置在所述殼體I內，并能夠根據集成控制模塊3的指令，調節電磁強度及感應加熱脈沖時間間隔；
[0041]測溫模塊2，其設置在所述電磁感應加熱模塊4的加熱區域內，并能夠檢測并向下述集成控制模塊發送所述加熱區域的溫度；
[0042]集成控制模塊3，其設置在所述殼體I外部，與所述電磁感應加熱模塊4、所述測溫模塊2連接，并能夠根據測溫模塊2的溫度信息和/或預先設置的閾值控制所述電磁感應加熱模塊4。
[0043]在一種可能的實施方式中，測溫模塊2包括熱電偶，用于檢