[0001] 本发明涉及多层复合材料应用技术领域，具体涉及一种多层复合材料成型装置。

[0002] 多层复合材料是由两个或多个不同材料层按照一定的方式组合在一起形成的材料。每一层材料都具有不同的性质和功能，通过层与层之间的结合，形成了具有综合性能的复合材料。多层复合材料的组成可以包括纤维增强复合材料、金属与陶瓷复合材料、聚合物与金属复合材料等。常见的多层复合材料结构包括层叠结构、夹芯结构、层间结构等。多层复合材料在航空航天、汽车、建筑、电子、体育器材等领域得到广泛应用。

[0003] 目前条状的多层复合材料加工时，一般都是通过人工将多种原料分别挤入模具中成型多层复合材料，一方面人工操作的材料层的厚度难以控制，另一方面若加工的复合材料表面是倾斜的，人工调节模具的角度难以把握，并且，同一工位的人工只能进行同一种多层复合材料的加工，灵活度较低。

[0030] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

[0031] 请参阅图1～4所示，在本实施例中提供一种多层复合材料成型装置，包括机架1，机架1一侧上端安装有上料机构2，机架1另一侧上端安装有活动架3，活动架3一端通过角度调节转轴7铰接机架1，活动架3另一端滑动连接角度层厚控制机构9，通过角度层厚控制机构9驱动活动架3转动，活动架3上端安装有成型控制台4，且活动架3位于成型控制台4一侧设置有出料机构6，上料机构2靠近成型控制台4一侧端安装有取料机构5，上料机构2将条料从料卷上分离后，通过取料机构5取下条料，再放置在成型控制台4上，完成条料上料，机架1位于成型控制台4下方安装有挤出机构8，挤出机构8与成型控制台4配合挤压条状原料，将多层条状原料挤压成型。

[0032] 具体的，在本实施例中，出料机构6挤出第一层浆料，再将第一层原料刮平，通过角度层厚控制机构9调节活动架3，带动成型控制台4沿着角度调节转轴7转至所需角度，浆料受热辐射或紫外灯照射固化后，形成条状层片结构，完成第一层层片的制备，同时，放置在上料机构2中料卷，通过上料机构2将条料与膜分离，再通过取料机构5取出料卷放置在第一层层片上，形成第二层材料，且第二层材料下表面与第一层材料上表面保持一致，依据材料特性通过UV光、加热、冷却等方式使第二层材料定型，按照复合材料材质及结构设计控制出料机构6，通过挤出机构不断下降交替循环执行，每层材料固化后产品长度增加，直至整个多层复合材料制备完成。

[0033] 具体的，在本实施例中，上料机构2包括上料架，上料架一侧壁安装有两个伺服电机，其中一个伺服电机连接上料辊，上料辊位于上料架内侧，且上料辊通过轴承转动连接上料架，上料辊用于安装料卷，其中另一个伺服电机连接回收辊，回收辊位于上料辊下方，用于收卷膜，上料架上端还安装有导向辊，上料架上端位于导向辊的右侧还安装有分割台，分割台上表面位平面，且分割台上表面与导向辊的上表面在同一平面，使得料卷经过导向辊和分割台上表面时，能保持平整状态，分割台远离导向辊的一侧设置有分隔部，分隔部的端部为锐角，其角度为‑度，位于导向辊下方设置有张紧辊，调节张紧辊水平方向的位置，使其贴紧并挤压膜，使得膜处于张紧状态。

[0034] 料卷放置在上料辊上，含有条料的膜经过导向辊和分割台上表面，在分隔部处向内侧弯折，经过分隔部的端部后，因条料硬度较大而膜较软，分隔部将条料与膜分离，分离后的膜经过张紧辊上表面后，绕在回收辊上，通过伺服电机带动回收辊转动，将膜绕包在回收辊上收集，实现膜的回收。

[0035] 进一步的，上料架上端安装有工业相机，上料架一侧上端还安装有取料电机，取料电机连接旋转轴，旋转轴通过轴承转动连接上料架，旋转轴上安装有悬臂，悬臂呈半圆环状，悬臂末端安装有电动夹具，在初始状态下，电动夹具位于分隔部一侧处，当条料与膜分离后，工业相机检测条料位置，用电动夹具夹持在条料的两端处，取料电机带动旋转轴和悬臂转动，带动电动夹具和条料转动至取料机构下方处，通过取料机构将条料从电动夹具上取出，上料架上端且位于取料机构下方处安装有取料滑轨，取料机构底端连接电动滑块，取料机构通过电动滑块连接取料滑轨，电动滑块移动时，能够带动取料机构沿着取料滑轨往复运动，其中取料机构包括活动支架、气缸和取料吸盘，活动支架底端固定连接电动滑块，活动支架通过电动滑块滑动连接取料滑轨，活动支架上端安装有气缸，气缸下端安装有取料吸盘，取料吸盘通过气管连接负压风机，取料吸盘呈中空状，取料吸盘底部开设有通孔，当条料移动至取料吸盘下方时，气缸驱动取料吸盘向下移动，当取料吸盘贴合在条料上表面后，启动负压风机抽取取料吸盘内部的空气，将条料固定在取料吸盘底部，电动夹具打开，再通过电动滑块驱动活动支架向成型控制台方向移动，当取料吸盘移动至成第一层层片上方时，气缸推动取料吸盘向下运动，将条料放置在第一层层片上表面，形成第二层材料，再经过挤压成型，实现多层复合材料制备。

[0036] 具体的，在本实施例中，参阅图5所示，角度调节转轴7一端转动连接轴支架71，轴支架71固定在机架1上，角度调节转轴7连接活动架3，活动架3转动时，能带动成型控制台4转动，能够调节成型控制台4的角度转至所需角度，与出料机构6配合，能够实现多层复合材料角度的要求。

[0037] 其中，成型控制台4上开设有若干个料孔41，料孔41呈长条形，用于与出料机构6配合，用于挤出和成型条料，出料机构6包括支撑板，支撑板位于若干个料孔一侧处，支撑板上安装层厚滑轨，层厚滑轨滑动连接有层厚滑块，位于支撑板一端处安装有驱动轮，驱动轮连接驱动电机，位于支撑板另一端处安装有从动轮，驱动轮和从动轮之间通过传动带连接，传动带固定连接层厚滑块，当驱动电机带动驱动轮转动时，利用传动带带动从动轮转动，通过传动带移动，带动层厚滑块沿着层厚滑轨滑动，并且驱动电机往复运动，使得传动带带动层厚滑块沿着层厚滑轨往复运动，层厚滑块上安装有小气缸，小气缸的活动端连接刮刀，小气缸伸缩能带动刮刀上下运动，层厚滑块设置有两个，两个层厚滑块均连接小气缸，小气缸和刮刀，两个刮刀之间通过支架安装有挤出嘴，挤出嘴通过管道连接外接储料仓(图中未示出)，储料仓带动自动加热及均匀化搅拌系统，将高分子材料或高分子材料与金属或非金属粉末或颗粒的混合物装入储料仓中，根据原材料特性，通过加热或不加热的方式呈流体装，通过管道从挤出嘴挤出至成型控制台4上，位于支架上还安装有螺栓调节机构，螺栓调节机构连接挤出嘴，通过拧动螺栓，能够调节挤出嘴水平方向的位置，使得挤出嘴能够与成型控制台4上的料孔对齐，挤出的原料能落在料孔中。

[0038] 使用时，驱动电机带动驱动轮转动，传动带带动层厚滑块沿着层厚滑轨移动，同时，从挤出嘴挤出原料，原料连续挤出落在长条形的料孔中，使得原料呈长条形，并且小气缸推动刮刀沿着料孔移动，刮刀经过原料上表面，将原料刮平，通过小气缸调节刮刀的高度，进而能调节原料的厚度。

[0039] 在本实施例中，参阅图6‑7所示，挤出机构8包括安装架81，安装架81一侧壁安装有第一丝杠模组82，第一丝杠模组82用于驱动升降支架83，升降支架83连接插片84，安装架81对应插片84开设有滑槽811，插片84滑动连接滑槽811，通过第一丝杠模组82带动升降支架83上下运动，带动插片84沿着滑槽811上下运动，升降支架83中部安装有滑台831，滑台831能沿着第一丝杠模组82上下移动，升降支架83两端安装有升降滑块832，升降滑块832滑动连接升降滑轨85，升降滑轨85安装于安装架81上，进一步的，插片84一侧壁设置有限位条
841，对插片84进行限位，当插片84向上运动后，限位条841与成型控制台4底面接触，插片84停止运动，第一丝杠模组82带动升降支架83和插片84向上移动插入料孔41中，插片84和料孔41形成凹槽结构，原料从挤出嘴69进入凹槽结构中形成条状原料，并且通过调节插片84插入料孔41中的深度，调节凹槽结构的深度，原料进入凹槽结构中，能够调节原料的厚度，多层复合材料制备完成后，第一丝杠模组82带动升降支架83向上移动，插片84向下并穿出料孔41，将成型的多层复合材料从料孔41中挤出，方便卸料。

[0040] 在本实施例中，参阅图8所示，角度层厚控制机构9包括支撑架91，支撑架91上端安装有滑块组件31，滑块组件31连接活动架3，活动架3和支撑架91之间通过滑块组件31滑动连接，支撑架91连接横杆92，横杆92固定连接横杆支架93，横杆支架93固定连接升降架94，升降架94中部连接丝杠螺母95，丝杠螺母95连接第二丝杠模组96，第二丝杠模组96固定于机架1上，升降架94两端连接升降架滑块97，升降架滑块97滑动连接升降架滑轨98，升降架滑轨98安装在机架1上，第二丝杠模组96能带动丝杠螺母95和升降架94上下运动，当第二丝杠模组96带动丝杠螺母95和升降架94向上运动，带动横杆92和支撑架91向上运动，进而带动活动架3沿着角度调节转轴7逆时针转动，能够调节成型控制台4的倾斜角度，当第二丝杠模组96带动丝杠螺母95和升降架94向下运动，带动横杆92和支撑架91向下运动，进而带动活动架3沿着角度调节转轴7顺时针转动，能够调节成型控制台4的倾斜角度，能够调节刮刀68的倾斜角度，并且活动架3通过支架连接挤出机构8，当活动架3转动时，能同步带动挤出机构8转动，使得插片84和料孔41始终处于同一平面，插片84能插入料孔41中，成型控制台4倾斜时，进而凹槽结构中的原料上表面倾斜，再经过刮刀68刮平后，再将多层材料压合在一起，实现复合材料表面角度的调节。

[0041] 在申请中，不局限于将流体状的原料与条状的原料复合，还可以设置有多个储料仓，多个储料仓分别连接挤出嘴，多个挤出嘴均连接层厚滑块，能够沿着层厚滑轨左右移动，多组份高分子材料或多组份高分子材料与金属或非金属粉末或颗粒的混合物分别倒入多个储料仓中，一个挤出嘴随着层厚滑块移动，一层原料挤入凹槽结构中，通过刮刀刮平后，依据材料特性，通过UC光、加热或冷却等方式，使其定型，另一个挤出嘴随着层厚滑块移动，另一层原料挤入凹槽结构中落在上一次原料表面，再通过UC光、加热或冷却等方式，使其定型，形成双层结构，依次将其他原料挤入凹槽结构中，形成多层复合材料，本装置生产灵活度高，成型精准易控制，更适合批量生产。

[0042] 本申请中，原材料可选用如下任一种体系材料：

[0043] (1)UV光固化树脂体系；

[0044] (2)双组份固化树脂体系；

[0045] (3)热固化树脂体系；

[0046] (4)热熔塑料体系(线材或颗粒料)；

[0047] 原材料亦可选用上述任一种体系材料与金属(如铁、铝、钨、钼、钽、锡或锑及其任意一种金属的合金等)或非金属(氧化钨、氧化铋或硫酸钡等)粉末或颗粒的混合物，依据复合材料设计要求配制。

[0048] 显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。