本發(fā)明涉及快速成型領(lǐng)域和樹(shù)脂基復(fù)合材料成型領(lǐng)域，具體是一種用塑形板數(shù)控?zé)o模成形機(jī)將塑形板加工成具有預(yù)定形狀的塑形板制品，然后用噴射成型技術(shù)和真空袋壓技術(shù)對(duì)塑形板制品進(jìn)行加固，進(jìn)而獲得復(fù)合材料加固塑形板制品的成型工藝。

背景技術(shù)：

常規(guī)的樹(shù)脂基復(fù)合材料和高分子材料制品的制造都需要模具，如果只生產(chǎn)少量產(chǎn)品或制作新產(chǎn)品的樣品，采用常規(guī)生產(chǎn)方法將提高成本、延長(zhǎng)生產(chǎn)周期。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種不需要模具而獲得復(fù)合材料加固塑形板制品的成型工藝。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明的塑形成型工藝，包括以下步驟：

(1)用CAD軟件設(shè)計(jì)工件的三維模型，進(jìn)行成型工藝規(guī)劃和加工路徑規(guī)劃，生成數(shù)控成形頭動(dòng)作步驟和加工軌跡。

(2)將塑形板固定在塑形板數(shù)控?zé)o模成形機(jī)上，塑形板數(shù)控?zé)o模成形機(jī)依據(jù)所設(shè)定的程序控制數(shù)控成形頭對(duì)塑形板進(jìn)行塑形。塑形原理：數(shù)控成形頭上的熱氣流噴射口對(duì)塑形板上一小塊區(qū)域進(jìn)行加熱使其達(dá)到成型溫度，與此同時(shí)數(shù)控成形頭上的輥輪輥壓在此區(qū)域上，使該區(qū)域變形，數(shù)控成形頭按照預(yù)定加工軌跡對(duì)塑形板進(jìn)行連續(xù)的加熱和輥壓；整個(gè)成型過(guò)程分為兩個(gè)階段，第一階段數(shù)控成型頭一層一層在XY平面進(jìn)行逐層成型，第二階段數(shù)控成型頭在XYZ三維空間對(duì)曲面和斜面進(jìn)行成型。

(3)取下塑形板制品，對(duì)此塑形板制品進(jìn)行清理。在塑形板內(nèi)表面均勻涂一層膠劑，然后用小型復(fù)合材料噴射成型機(jī)向塑形板的內(nèi)表面均勻噴涂適當(dāng)厚度的短切纖維、樹(shù)脂和各種添加劑的混合物，在樹(shù)脂凝膠前將其放入真空袋中并抽真空，以便排出氣泡并壓實(shí)，而后固化，修整。獲得復(fù)合材料加強(qiáng)的塑形板制品，其力學(xué)性能得到大幅提高。此塑形板制品可以作為最終的產(chǎn)品，也可以作為手糊成型、噴射成型等復(fù)合材料低壓接觸成型的模具。

本發(fā)明所述的塑形板，具有良好熱延伸性、成型收縮率低、成型溫度較低、分解溫度高、熱導(dǎo)率較高等性質(zhì)，如：聚苯乙烯和ABS等塑料板。

本發(fā)明所述的塑形板數(shù)控?zé)o模成形機(jī)，包括計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、熱氣流生成裝置、數(shù)控成形頭、塑形板固定裝置和機(jī)架等。數(shù)控成形頭上有輥輪和熱氣流噴口，熱氣流噴口對(duì)準(zhǔn)輥輪和塑形板的下一接觸區(qū)域的中心線，以便輥輪到達(dá)時(shí)此區(qū)域已達(dá)到成型溫度；熱氣流噴口的寬度小而長(zhǎng)度較大，可以避免達(dá)到成型溫度的區(qū)域過(guò)寬，輥輪輥壓時(shí)造成旁邊的塑形板變形過(guò)大。數(shù)控成形頭可以沿X、Y、Z三個(gè)軸向移動(dòng)，數(shù)控成形頭還可以沿自身的中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)。數(shù)控成形頭上的輥輪尺寸越小，則塑形板制品的精度越高，但加工軌跡會(huì)更長(zhǎng)、更復(fù)雜。

本發(fā)明所述的塑形板數(shù)控?zé)o模成形機(jī)與現(xiàn)有的金屬板料數(shù)控?zé)o模成形機(jī)的構(gòu)成相似，主要區(qū)別為：(1)塑形板數(shù)控?zé)o模成形機(jī)的數(shù)控成形頭上有輥輪和熱氣流噴射口，數(shù)控成形頭可以沿XYZ三個(gè)軸向移動(dòng)并且可以沿中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而金屬板料數(shù)控?zé)o模成形機(jī)的成形頭為一個(gè)金屬壓頭，可以沿XY兩個(gè)軸向移動(dòng)(2)金屬板料數(shù)控?zé)o模成形機(jī)的金屬板料固定裝置可以沿Z軸移動(dòng)，并且金屬板料下面有支架和支撐模型，塑形板數(shù)控?zé)o模成形機(jī)的塑形板固定裝置不能移動(dòng)，塑形板下面無(wú)支撐物(3)塑形板數(shù)控?zé)o模成形機(jī)有熱氣流生成裝置，而金屬板料數(shù)控?zé)o模成形機(jī)沒(méi)有；(4)塑形板數(shù)控?zé)o模成形機(jī)主要成形高分子塑料類板材，金屬板料數(shù)控?zé)o模成形機(jī)成形金屬板材。

本發(fā)明所述的復(fù)合材料噴射成型工藝不包括用輥?zhàn)虞亯旱牟襟E。

本發(fā)明可以快速生產(chǎn)出新產(chǎn)品的樣品，并且成本低。在生產(chǎn)少量樹(shù)脂基復(fù)合材料或高分子材料產(chǎn)品具有優(yōu)勢(shì)，成本低、生產(chǎn)周期短。

具體實(shí)施方式

(1)用CAD軟件設(shè)計(jì)產(chǎn)品的三維模型，進(jìn)行成型工藝規(guī)劃和加工路徑規(guī)劃，生成成型頭動(dòng)作步驟和加工軌跡。

(2)將塑形板固定在塑形板數(shù)控?zé)o模成形機(jī)上，開(kāi)啟塑形板數(shù)控?zé)o模成形機(jī)對(duì)塑形板進(jìn)行加工。數(shù)控成形頭移動(dòng)到加工起始位置，熱氣流噴口向加工起始區(qū)域噴射熱氣流，數(shù)控成形頭上的輥輪(1)壓向加工起始區(qū)域，壓到預(yù)定厚度后，停止Z軸方向的移動(dòng)，在XY平面上輥壓，在輥輪(1)輥壓到某一區(qū)域前，熱氣流剛好將此區(qū)域加熱到成型溫度；當(dāng)數(shù)控成形頭的移動(dòng)方向發(fā)生改變時(shí)，輥輪(1)沿Z軸方向提起，沿中心軸(4)轉(zhuǎn)動(dòng)預(yù)定角度，而后沿Z軸移動(dòng)到原來(lái)的位置，繼續(xù)輥壓；滾輪(1)可以在XY平面上沿環(huán)形軌跡連續(xù)輥壓；當(dāng)數(shù)控成形頭完成第一層的塑形后，將在第二層的起始區(qū)域沿Z軸壓到預(yù)定厚度，而后完成第二層的塑形，直至完成所有層次的塑形。如果制品有曲面或斜面，則以上的塑形將使曲面有層次、不連續(xù)、不光滑，此時(shí)塑形板數(shù)控?zé)o模成形機(jī)將對(duì)塑形板執(zhí)行第二階段塑形，此階段數(shù)控成形頭將沿XYZ三個(gè)軸向同時(shí)移動(dòng)，如果曲面復(fù)雜，輥輪(1)也將同時(shí)沿自身的中心軸(4)轉(zhuǎn)動(dòng)；輥輪(1)的輥壓軌跡是由曲面的底部向曲面的頂部輥壓，或由曲面的頂部向曲面的底部輥壓，輥輪(1)輥壓到頂部或底部后，沿中心軸(4)轉(zhuǎn)動(dòng)預(yù)定角度，繼續(xù)輥壓，完成預(yù)定輥壓軌跡后，曲面變得連續(xù)、光滑。數(shù)控成形頭完成所有操作后，塑形板變?yōu)樗O(shè)計(jì)的形狀，成為塑形板制品。

(3)取下塑形板制品，固定塑形板制品，將其內(nèi)表面朝上，將其內(nèi)表面清理干凈。在塑形板的內(nèi)表面上均勻涂一層膠黏劑，然后用小型復(fù)合材料噴射成形機(jī)向塑形板內(nèi)表面均勻噴涂適當(dāng)厚度的短切纖維、樹(shù)脂和各種添加劑的混合物。在樹(shù)脂凝膠前將制品放入真空袋，將真空袋緊貼制品鋪平，密封真空袋，抽真空，而后固化。取出制品，去除其邊緣，清理塑形板制品外表面。獲得復(fù)合材料加強(qiáng)的塑形板制品，其力學(xué)性能得到大幅提高。

(4)此復(fù)合材料加固塑形板制品可以作為最終的產(chǎn)品；可以作為產(chǎn)品的一半，將兩個(gè)一樣的或不一樣的塑形板制品粘接在一起成為最終的產(chǎn)品；也可以作為手糊成型、噴射成型等復(fù)合材料低壓接觸成型的模具。

當(dāng)然，上述說(shuō)明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)，作出的變化、改型、添加或替換，都應(yīng)屬于本發(fā)明本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。