本發(fā)明涉及熱塑性材料加工，具體為一種熱塑性材料自動鋪放與熔融沉積復(fù)合工藝。

背景技術(shù)：

1、復(fù)合材料作為高性能結(jié)構(gòu)材料具有輕質(zhì)高強的優(yōu)點，可以用于集成和制造大規(guī)模的整體組件。隨著制造和加工技術(shù)的發(fā)展，該類材料的應(yīng)用逐漸由航空航天領(lǐng)域擴展到其他行業(yè)，如汽車、公共交通、生物醫(yī)學、海洋、電子和民用基礎(chǔ)設(shè)施等；

2、傳統(tǒng)上，復(fù)合材料的成型工藝包括手糊成型、模壓成型、纏繞成型、拉擠成型、熱壓罐成型、樹脂傳遞模塑等，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件一直存在的問題是生產(chǎn)效率較低，限制了產(chǎn)量，其原因是成型過程中的手工鋪層過程是勞動密集型工作，需要耗費大量時間和人力成本，另外，通常針對普通熱固性復(fù)合材料的熱壓罐工藝需要較長固化和后處理時間；

3、然而，現(xiàn)有工藝技術(shù)制備的熱塑性材料仍存在一些缺陷：

4、現(xiàn)有的熱塑性材料制備一般采用鋪放和熔融沉積復(fù)合工藝，在熔融沉積復(fù)合的過程中，不便在胚狀材料的表面制成多層薄片層，從而導(dǎo)致制備的熱塑性材料的抗沖擊性能和抗損傷性能較差，同時，現(xiàn)有的工藝技術(shù)不便對熱塑性材料進行后處理，從而導(dǎo)致熱塑性材料的表面較為粗糙，不利于后續(xù)的精加工，進而使得制備的熱塑性材料的使用范圍受限；

5、針對上述問題，發(fā)明人提出一種熱塑性材料自動鋪放與熔融沉積復(fù)合工藝用于解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述的問題；本發(fā)明的目的在于提供一種熱塑性材料自動鋪放與熔融沉積復(fù)合工藝。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種熱塑性材料自動鋪放與熔融沉積復(fù)合工藝，包括以下步驟：

3、s1、基材鋪開

4、首先將基材鋪開，并確?；牡谋砻嫫秸?；

5、s2、單向預(yù)浸帶的鋪設(shè)

6、然后通過送料設(shè)備將單向預(yù)浸帶向下鋪設(shè)在基材的上表面，使單向預(yù)浸帶與基材貼合；

7、s3、單向預(yù)浸帶與基材的粘接

8、當單向預(yù)浸帶和基材的表面接觸時，使用加熱設(shè)備對單向預(yù)浸帶進行加熱，然后通過壓緊裝置將熔化的單向預(yù)浸帶及基材的表面相互壓緊，實現(xiàn)粘結(jié)，得到自動鋪放成型的目標部件胚狀材料；

9、s4、加熱

10、將s3中得到的目標部件胚狀材料進行加熱，提高目標部件胚狀材料的表面溫度；

11、s5、熔融沉積復(fù)合

12、根據(jù)熔融沉積路徑，通過供絲設(shè)備將預(yù)浸絲材送至供絲設(shè)備的噴頭，并在噴頭中將預(yù)浸絲材加熱熔化成半液態(tài)，然后將半液態(tài)絲材打印至加熱后的目標部件胚狀材料的表面，快速冷卻后，在目標部件胚狀材料的表面形成一層薄片層，然后根據(jù)上述步驟，在目標部件胚狀材料的表面打印制成多層薄片層，冷卻后即形成熱塑性材料。

13、優(yōu)選地，所述單向預(yù)浸帶和預(yù)浸絲材均為相同的熱塑性材料。

14、優(yōu)選地，在s1和s5中，所述單向預(yù)浸帶的寬度為6.35~25.4mm，所述預(yù)浸絲材的直徑為1.5~1.85mm。

15、優(yōu)選地，在s2中，所述單向預(yù)浸帶向下鋪設(shè)的速度為60~90mm/s，所述單向預(yù)浸帶向下鋪設(shè)的預(yù)緊力為35n~50n。

16、優(yōu)選地，在s5中，所述半液態(tài)絲材打印的速度18~25mm/s。

17、優(yōu)選地，在s5中，所述供絲設(shè)備采用雙噴頭，其中一個噴頭用于沉積原型預(yù)浸絲材，另一個噴頭用于沉積支撐預(yù)浸絲材，在上層薄片層與當前薄片層之間提供定位和支撐。

18、優(yōu)選地，在s5中，所述打印制成的薄片層為5~8層。

19、優(yōu)選地，在s5中，對冷卻后即形成熱塑性材料進行后處理，所述后處理的具體步驟如下：

20、a：在熱塑性材料的表面涂覆一層增強劑，使后續(xù)表面處理有一個堅強的基底；

21、b：通過涂覆的方式，填充熱塑性材料表面的微細絲材間隙；

22、c：通過水磨砂紙對熱塑性材料進行打磨，打磨熱塑性材料至表面無明顯劃痕；

23、d：將打磨后的熱塑性材料放在烘箱內(nèi)去除水分，然后用硝基底漆噴涂至熱塑性材料的表面。

24、優(yōu)選地，所述水磨砂紙的目數(shù)為500~1000目。

25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

26、1、本發(fā)明中，通過在熔融沉積復(fù)合的工藝中在目標部件胚狀材料的表面打印制成多層薄片層，使得制備的熱塑性材料具備優(yōu)異的抗沖擊性能和抗損傷性能，從而提高熱塑性材料的整體強度；

27、2、本發(fā)明中，通過對制備得到的熱塑性材料進行后處理，降低熱塑性材料表面的粗糙度，從而便于后續(xù)對熱塑性材料直接進行打磨拋光等精加工，可廣泛應(yīng)用于不同部件材料的生產(chǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種熱塑性材料自動鋪放與熔融沉積復(fù)合工藝，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的一種熱塑性材料自動鋪放與熔融沉積復(fù)合工藝，其特征在于，所述單向預(yù)浸帶和預(yù)浸絲材均為相同的熱塑性材料。

3.如權(quán)利要求1所述的一種熱塑性材料自動鋪放與熔融沉積復(fù)合工藝，其特征在于，在s1和s5中，所述單向預(yù)浸帶的寬度為6.35~25.4mm，所述預(yù)浸絲材的直徑為1.5~1.85mm。

4.如權(quán)利要求1所述的一種熱塑性材料自動鋪放與熔融沉積復(fù)合工藝，其特征在于，在s2中，所述單向預(yù)浸帶向下鋪設(shè)的速度為60~90mm/s，所述單向預(yù)浸帶向下鋪設(shè)的預(yù)緊力為35n~50n。

5.如權(quán)利要求1所述的一種熱塑性材料自動鋪放與熔融沉積復(fù)合工藝，其特征在于，在s5中，所述半液態(tài)絲材打印的速度18~25mm/s。

6.如權(quán)利要求1所述的一種熱塑性材料自動鋪放與熔融沉積復(fù)合工藝，其特征在于，在s5中，所述供絲設(shè)備采用雙噴頭，其中一個噴頭用于沉積原型預(yù)浸絲材，另一個噴頭用于沉積支撐預(yù)浸絲材，在上層薄片層與當前薄片層之間提供定位和支撐。

7.如權(quán)利要求1所述的一種熱塑性材料自動鋪放與熔融沉積復(fù)合工藝，其特征在于，在s5中，所述打印制成的薄片層為5~8層。

8.如權(quán)利要求1所述的一種熱塑性材料自動鋪放與熔融沉積復(fù)合工藝，其特征在于，在s5中，對冷卻后即形成熱塑性材料進行后處理，所述后處理的具體步驟如下：

9.如權(quán)利要求8所述的一種熱塑性材料自動鋪放與熔融沉積復(fù)合工藝，其特征在于，所述水磨砂紙的目數(shù)為500~1000目。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種熱塑性材料自動鋪放與熔融沉積復(fù)合工藝，涉及熱塑性材料加工技術(shù)領(lǐng)域；而本發(fā)明包括S1、基材鋪開、S2、單向預(yù)浸帶的鋪設(shè)、S3、單向預(yù)浸帶與基材的粘接、S4、加熱、S5、熔融沉積復(fù)合；本發(fā)明中，通過在熔融沉積復(fù)合的工藝中在目標部件胚狀材料的表面打印制成多層薄片層，使得制備的熱塑性材料具備優(yōu)異的抗沖擊性能和抗損傷性能，從而提高熱塑性材料的整體強度，通過對制備得到的熱塑性材料進行后處理，降低熱塑性材料表面的粗糙度，從而便于后續(xù)對熱塑性材料直接進行打磨拋光等精加工，可廣泛應(yīng)用于不同部件材料的生產(chǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：陸衛(wèi)忠,洪衛(wèi)萍
受保護的技術(shù)使用者：南通市通州區(qū)創(chuàng)博塑料制品有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/5