一种碳纤维复合铝合金型材制备设备及制备方法与流程

本技术涉及管材加工设备的，尤其是涉及一种碳纤维复合铝合金型材制备设备及制备方法。

背景技术：

1、篷房作为一种实用的建筑形式，通常采用较少的建筑框架组件，同时采用轻质、柔性的材料作为其屋顶和相应的墙壁，通过建筑框架组件与相应的柔性材料固定安装实现基本的房屋功能。采用柔性材料作为覆盖部分，可以加快安装进度，尤其是其可以快速的实现较为复杂和大面积的屋顶的安装。因它具有造价低、重量轻、各材料的加工运输成本低廉、搭建、拆卸又相对简便，具有空间开放等特点，而被广泛应用于临时的商业会展、体育赛事等大型户外建筑。

2、参考图1，篷房包括篷房支撑骨架和篷布，篷布包覆于篷房的顶部和周向侧壁。篷房支撑骨架包括立柱101和顶篷架100，立柱101固定连接于地面上，顶篷架100与立柱101的顶端固定连接。立柱101和顶篷架100均采用铝合金方管拼接而成，铝合金方管受到自身重力以及风力的影响，而铝合金材料的抗拉强度及弹性模量都不高，为满足使用要求，有的会增加铝合金方管的截面面积，但是这会导致铝材的用量增加。而有的铝合金方管会与碳纤维材料进行复合，形成碳纤维复合铝合金型材，以提高整体的抗拉强度和弹性模量。

3、相关技术中授权公告号为cn105799196b的中国专利文件提供了一种铝合金复合碳纤维方管的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)按使用要求确定铝合金方管的尺寸与材质，加工铝合金方管；(2)用粘合剂将碳纤维包覆在铝合金方管上；(3)将碳纤维包覆好的铝合金方管放入模具中定型；(4)定型后放入烘箱固化，固化后冷却，拆除模具得到产品。步骤(3)具体采用以下步骤：(3-1)控制缠绕角为20-30°，在铝合金方管外缠绕或铺设5-8层浸胶碳纤维；(3-2)控制缠绕角为90°，继续缠绕或铺设1-3层浸胶碳纤维；(3-3)重复上述步骤2-5次，完成对铝合金方管外表面的包覆。

4、但是，相关技术中将碳纤维缠绕于铝合金方管的外表面，使得碳纤维包覆于铝合金方管外表面的速度较慢，容易使生产效率变低。

技术实现思路

1、为了提高碳纤维与铝合金进行复合的制备效率，本技术提供一种碳纤维复合铝合金型材制备设备及制备方法。

2、本技术提供一种碳纤维复合铝合金型材制备设备及制备方法，采用如下的技术方案：

3、第一方面，本技术提供一种碳纤维复合铝合金型材制备设备，包括：

4、工作台；

5、加工平台，所述加工平台包括作业台和升降件，所述作业台用于承载铝合金方管，所述升降件用于使所述作业台上下移动；

6、第一上料组件，第一上料组件朝向所述铝合金方管的内孔，所述第一上料组件用于对碳纤维板进行上料；

7、复合组件，所述复合组件包括移动单元和复合单元，所述复合单元设置于移动单元的移动端，所述复合单元的移动方向朝向所述铝合金方管的内孔，所述移动单元用于带动所述复合单元穿过铝合金方管；所述复合单元包括涂胶喷嘴和夹持夹爪，所述涂胶喷嘴用于对铝合金方管喷涂胶水，所述夹持夹爪用于夹持所述第一上料组件输送的碳纤维板。

8、通过采用上述技术方案，将铝合金方管固定于作业台上，再使第一上料组件对碳纤维板进行上料，同时启动移动单元，移动单元的移动端带动复合单元穿过铝合金方管，夹持夹爪对第一上料组件输送的碳纤维板进行夹持。随后移动单元带动复合单元反向移动，涂胶喷嘴在穿过铝合金方管的过程中对铝合金方管内壁喷涂胶水，同时使得碳纤维板穿过铝合金方管。再使升降件抬升作业台，使碳纤维板与铝合金方管的内壁相贴合，从而形成了型材。本技术采用碳纤维板与铝合金方管直接贴合的方法，能够相比于缠绕的方法提高加工效率，并且本技术的碳纤维板位于铝合金方管的内部，铝合金方管能够对碳纤维板进行保护，提高型材的使用寿命。

9、可选的，所述复合单元还包括：

10、支撑块，所述支撑块设置于所述移动单元的移动端上，所述涂胶喷嘴和所述夹持夹爪均设置于所述支撑块上；

11、导向辊轮，所述导向辊轮转动设置于所述支撑块上，所述导向辊轮用于与所述铝合金方管内壁抵接。

12、通过采用上述技术方案，在移动单元带动复合单元在铝合金方管内移动的过程中，导向辊轮与铝合金方管内壁抵接，导向辊轮能够对支撑块的移动起到导向作用，也能减少移动单元的移动端的载荷。

13、可选的，所述复合单元还包括涂覆辊轮，所述涂覆辊轮转动设置于所述支撑块上，所述涂覆辊轮与所述涂胶喷嘴均位于所述支撑块的同一侧。

14、通过采用上述技术方案，当移动单元带动复合单元穿过铝合金方管时，涂胶喷嘴向铝合金方管内壁喷涂胶水，涂覆辊轮与胶水接触，涂覆辊轮能够使胶水在铝合金方管内涂覆更均匀，从而提升碳纤维板与铝合金方管的粘接稳定性。

15、可选的，所述复合单元还包括打磨件，所述打磨件包括：

16、打磨辊轮，所述打磨辊轮转动设置于所述支撑块上，所述打磨辊轮用于与所述铝合金方管内壁抵接；

17、打磨驱动源，所述打磨驱动源设置于所述支撑块上，所述打磨驱动源用于驱动所述打磨辊轮转动；

18、吸尘罩，所述吸尘罩与所述支撑块连接，所述吸尘罩罩设于所述打磨辊轮的周侧。

19、通过采用上述技术方案，当复合单元从铝合金方管内移出时，启动打磨驱动源，打磨驱动源带动打磨辊轮转动，打磨辊轮将铝合金方管内壁的氧化层进行打磨并去除，使得后续碳纤维板与铝合金方管内壁粘合更充分。吸尘罩汇集打磨产生的粉尘，通过气管外接真空泵，能够将吸尘罩内的粉尘及时抽走，减少残留的粉尘影响后续碳纤维板与铝合金方管的粘合稳定性。

20、可选的，所述移动单元包括：

21、导轨，所述导轨设置于所述工作台上；

22、滑块，所述滑块滑动设置于所述导轨上，所述滑块与所述支撑块连接；

23、滑块驱动源，所述滑块驱动源用于驱动所述滑块移动。

24、通过采用上述技术方案，当启动滑块驱动源时，能够带动滑块沿导轨滑动，滑块再带动支撑块在铝合金方管内移动。

25、可选的，所述升降件包括：

26、升降柱，所述作业台设置于所述升降柱上；

27、升降驱动源，所述升降驱动源的输出端与所述作业台连接。

28、通过采用上述技术方案，当启动升降驱动源时，能够带动作业台上下移动，作业台能够带动铝合金方管上下移动，以便于铝合金方管与碳纤维板进行贴合。

29、可选的，所述作业台上设置有定位件，所述定位件包括：

30、挡板，所述挡板设置于所述作业台上；

31、滑移夹板，所述滑移夹板滑动设置于所述作业台上；

32、夹板驱动源，所述夹板驱动源设置于所述作业台上，所述夹板驱动源的输出端与所述滑移夹板连接，使得所述滑移夹板与所述挡板夹持铝合金方管。

33、通过采用上述技术方案，将铝合金方管放置于挡板和滑移夹板之间，启动夹板驱动源，带动滑移夹板靠近挡板，从而使得滑移夹板与挡板夹持铝合金方管，对铝合金在作业台上的位置进行限位。

34、可选的，碳纤维复合铝合金型材制备设备还包括：

35、第二上料组件，所述工作台上设置有上料区，所述第二上料组件将铝合金方管输送至所述上料区；

36、下料运输组件，所述下料运输组件用于对贴有碳纤维板的铝合金方管进行运输；

37、移动取料组件，所述移动取料组件用于将位于上料区的铝合金方管移动至所述作业台上，并且所述移动取料组件还用于将型材移动至所述下料运输组件上；所述移动取料组件包括支撑立架、二维移动单元和取料夹爪；所述二维移动单元设置于所述支撑立架上，所述取料夹爪设置于所述二维移动单元的移动端，所述取料夹爪用于夹取铝合金方管。

38、通过采用上述技术方案，当第二上料组件将铝合金方管输送至上料区后，启动二维移动单元，二维移动单元带动取料夹爪移动至上料区，取料夹爪夹取位于上料区的铝合金方管，将铝合金方管运输至作业台上。待铝合金方管与碳纤维板成形为型材后，取料夹爪再夹取型材，并将型材运输至下料运输组件上，下料运输组件对型材进行下料作业。

39、可选的，所述二维移动单元包括：

40、导向滑轨，所述导向滑轨设置于所述支撑立架上；

41、滑台，所述滑台滑动设置于所述导向滑轨上；

42、滑台驱动源，所述滑台驱动源用于驱动所述滑台移动；

43、伸缩驱动件，所述伸缩驱动件设置于所述滑台上，所述取料夹爪与所述伸缩驱动件的伸缩端连接。

44、通过采用上述技术方案，当启动滑台驱动源时，能够带动滑台沿导向滑轨移动，实现取料夹爪在一个方向上的移动；伸缩驱动件的伸缩端带动取料夹爪上下移动，实现取料夹爪在另一个方向上的移动；从而实现取料夹爪在两个方向上的移动。

45、第二方面，本技术还提供一种碳纤维复合铝合金型材的制备方法，使用上述的碳纤维复合铝合金型材制备设备，包括如下步骤：

46、s1：对铝合金方管进行上料，使铝合金方管移动至作业台上；

47、s2：对碳纤维板进行上料，移动单元将复合单元移动至铝合金方管内，夹持夹爪夹持碳纤维板，随后移动单元将复合单元从铝合金方管内移出，涂胶喷嘴在铝合金方管内底壁涂覆胶水；在碳纤维板穿入铝合金方管后，使碳纤维板与铝合金方管内底壁接触；

48、s3：将碳纤维板与铝合金方管内壁进行压合。

49、综上所述，本技术包括以下至少一种有益效果：

50、1.移动单元的移动端带动复合单元穿过铝合金方管，夹持夹爪对第一上料组件输送的碳纤维板进行夹持，涂胶喷嘴在穿过铝合金方管的过程中对铝合金方管内壁喷涂胶水，升降件抬升作业台，使碳纤维板与铝合金方管的内壁相贴合，从而形成了型材。本技术采用碳纤维板与铝合金方管直接贴合的方法，能够相比于缠绕的方法提高加工效率；并且本技术的碳纤维板位于铝合金方管的内部，铝合金方管能够对碳纤维板进行保护；

51、2.第二上料组件将铝合金方管上料至上料区，移动取料组件将位于上料区的铝合金方管移动至作业台上，待铝合金方管和碳纤维板成形为型材后，移动取料组件再将型材移动至下料运输组件，下料运输组件对型材进行下料作业；

52、3.移动单元带动支撑块移动，导向辊轮与铝合金方管内壁抵接发生转动，导向辊轮能够对支撑块的移动起到导向作用；涂覆辊轮能够使涂胶喷嘴喷出的胶水在铝合金方管内壁更均匀，使碳纤维板与铝合金方管内壁贴合更稳定。