本發(fā)明涉及極薄層增韌纖維增強復(fù)合材料，尤其涉及一種微米級可控排列極薄層復(fù)合材料制備設(shè)備及方法。

背景技術(shù)：

1、極薄層纖維增強復(fù)合材料(ultra-thin?layer?fiber-reinforced?composites,utl-frcs)是由極薄層纖維預(yù)浸料形成的復(fù)合材料，這種材料結(jié)合了纖維的高強度、高模量特性與基體材料的韌性和抗沖擊性，在航空航天、汽車工業(yè)、電子器件和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。

2、在航空航天領(lǐng)域，utl-frcs被廣泛應(yīng)用于飛機結(jié)構(gòu)件、衛(wèi)星組件和火箭殼體中，顯著提升了飛行器的性能和燃油效率；在汽車工業(yè)中，utl-frcs被用于制造車身、底盤和內(nèi)部構(gòu)件，可減輕車輛重量，提高燃油經(jīng)濟性和安全性能；在電子器件領(lǐng)域，utl-frcs被應(yīng)用于柔性電路板、傳感器和儲能器件，具有輕質(zhì)、高導(dǎo)電性和良好的機械性能；在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，utl-frcs被用于制造生物相容性好的植入器件、人工骨骼和關(guān)節(jié)，可提供更好的力學(xué)支持和功能表現(xiàn)。

3、當前，極薄層纖維增強復(fù)合材料的研究主要集中在材料設(shè)計、制造工藝、性能優(yōu)化和應(yīng)用擴展四個方面。在材料設(shè)計方面，研究者們正在開發(fā)具有多功能特性的utl-frcs，例如自愈合、傳感、導(dǎo)電和熱管理功能。同時，通過引入納米材料(如石墨烯、碳納米管)，進一步提高復(fù)合材料的力學(xué)性能和功能特性。在制造工藝方面，自動化鋪絲、自動化鋪帶等精密制造技術(shù)的發(fā)展顯著提升了復(fù)合材料的制造精度和效率。這些技術(shù)不僅提高了生產(chǎn)效率，還保證了產(chǎn)品的一致性和質(zhì)量。此外，綠色制造也是當前研究的熱點，通過開發(fā)環(huán)境友好型制造工藝和材料，減少制造過程中的環(huán)境影響，推動可持續(xù)發(fā)展。

4、總之，極薄層纖維增強復(fù)合材料結(jié)合了纖維的高強度、高模量與基體材料的韌性和耐久性，展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。當前的研究集中在材料設(shè)計、制造工藝、性能優(yōu)化和應(yīng)用擴展方面，力求開發(fā)出具有更高性能和多功能性的復(fù)合材料，以滿足各行業(yè)日益增長的需求。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，極薄層纖維增強復(fù)合材料將在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用，并為現(xiàn)代工業(yè)和科技的發(fā)展提供新的動力。

5、極薄層纖維增強復(fù)合材料因其優(yōu)異的力學(xué)性能、輕質(zhì)、耐腐蝕性和耐化學(xué)性，在眾多高科技和工業(yè)領(lǐng)域中具有重要地位，其制備技術(shù)主要包括層壓技術(shù)、樹脂傳遞模塑(rtm)和熱塑性復(fù)合材料的制造。層壓技術(shù)通過將纖維預(yù)浸料(prepreg)層疊成所需厚度，然后通過熱壓成型或自動鋪絲技術(shù)制備復(fù)合材料。但是，這種方法并沒有實現(xiàn)纖維分布間距的可控，并且其無法實現(xiàn)纖維在空間上的分布均勻，會對纖維產(chǎn)生損傷。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，提供一種水下沉井分節(jié)預(yù)制同步下沉施工控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

2、本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種微米級可控排列極薄層復(fù)合材料制備設(shè)備，包括：

3、殼體，用于安裝各零件；

4、原絲生產(chǎn)組件，用于將原料加工成纖維狀的纖維原絲；所述原絲生產(chǎn)組件設(shè)置于所述殼體內(nèi)；

5、輸送組件，用于輸送所述原絲生產(chǎn)組件制備的纖維原絲；所述輸送組件設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且位于所述原絲生產(chǎn)組件下方；

6、纖維氧化組件，用于氧化所述輸送組件輸送的纖維原絲；所述纖維氧化組件設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且位于所述輸送組件下方；

7、纖維碳化組件，用于碳化所述纖維氧化組件輸送的纖維原絲；所述纖維碳化組件設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且位于所述纖維氧化組件下方；

8、纖維表面處理組件，用于對所述纖維碳化組件輸送的碳纖維絲進行表面處理；所述纖維表面處理組件設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且位于所述纖維碳化組件下方；

9、樹脂膜輸送組件，用于輸送樹脂膜；所述樹脂膜輸送組件設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且位于所述纖維表面處理組件下方；

10、纖維纏繞組件，用于接收所述樹脂膜輸送組件輸送的樹脂膜并將所述纖維位置調(diào)整組件輸送的纖維絲纏繞在所述樹脂膜上；所述纖維纏繞組件設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且位于所述纖維表面處理組件和所述纖維位置調(diào)整組件之間。

11、可選地，所述輸送組件包括：噴絲板，所述噴絲板設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且位于所述原絲生產(chǎn)組件下方。

12、可選地，所述原絲生產(chǎn)組件包括：生產(chǎn)爐和進氣管，其中，所述生產(chǎn)爐設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且位于所述輸送組件上方，所述進氣管設(shè)置于所述殼體頂部，且與所述原絲生產(chǎn)組件連接。

13、可選地，所述纖維氧化組件包括：氧化爐和第一纖維導(dǎo)向網(wǎng)，其中，所述氧化爐設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且位于所述輸送組件下方，所述第一纖維導(dǎo)向網(wǎng)布置于所述氧化鋁內(nèi)。

14、可選地，所述纖維碳化組件包括：碳化爐和第二纖維導(dǎo)向網(wǎng)，其中，所述碳化爐設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且位于所述纖維氧化組件下方，所述第二纖維導(dǎo)向網(wǎng)布置于所述碳化爐內(nèi)。

15、可選地，所述纖維表面處理組件包括：表面處理室和第三纖維導(dǎo)向網(wǎng)，其中，所述表面處理室設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且位于所述纖維碳化組件下方，所述第三纖維導(dǎo)向網(wǎng)布置于所述表面處理室內(nèi)。

16、可選地，所述纖維表面處理組件還包括：第四纖維導(dǎo)向網(wǎng)、機械手和霧化器，其中，所述機械手設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且位于所述第四纖維導(dǎo)向網(wǎng)下方，所述霧化器與所述機械手連接，且所述霧化器正對所述纖維纏繞組件。

17、可選地，所述樹脂膜輸送組件包括：控制電機、樹脂膜纏繞輪轂、安裝架和固定軸承，其中，所述控制電機和所述安裝架相對設(shè)置于所述殼體內(nèi)底壁上，所述固定軸承設(shè)置于所述安裝架上，所述樹脂膜纏繞輪轂的兩端分別與所述固定軸承和所述控制電機連接，所述樹脂膜纏繞輪轂表面包裹有樹脂膜。

18、可選地，所述纖維纏繞組件包括：安裝板、驅(qū)動電機、纖維纏繞輪轂、支持架和連接軸承，其中，所述安裝板設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且位于所述樹脂膜輸送組件的上方，所述驅(qū)動電機和所述支持架相對設(shè)置于所述安裝板上，所述連接軸承設(shè)置于所述支持架上，所述纖維纏繞輪轂的兩端分別與所述連接軸承和所述驅(qū)動電機連接。

19、本技術(shù)還提供了一種微米級可控排列極薄層復(fù)合材料制備方法，基于如前述中任一所述的微米級可控排列極薄層復(fù)合材料制備裝置實現(xiàn)，所述方法包括步驟：

20、原絲生產(chǎn)組件將原料加工成纖維狀的纖維原絲；

21、輸送組件輸送所述原絲生產(chǎn)組件制備的纖維原絲；

22、纖維氧化組件氧化所述輸送組件輸送的纖維原絲；

23、纖維碳化組件碳化所述纖維氧化組件輸送的纖維原絲；

24、纖維表面處理組件對所述纖維碳化組件輸送的碳纖維絲進行表面處理；

25、樹脂膜輸送組件輸送樹脂膜；

26、纖維纏繞組件接收所述樹脂膜輸送組件輸送的樹脂膜并將所述纖維位置調(diào)整組件輸送的纖維絲纏繞在所述樹脂膜上。

27、本技術(shù)提供的一種微米級可控排列極薄層復(fù)合材料制備設(shè)備及方法可以實現(xiàn)纖維之間距離可控的極薄預(yù)浸料的制備，可以實現(xiàn)極薄層復(fù)合材料的工業(yè)化制備，可以實現(xiàn)纖維的精確定位，纖維之間距離可控，可定制性強，大大降低了預(yù)浸料的厚度，結(jié)構(gòu)簡單，易于加工制造；采用自動化操作方式，操作過程簡便。