南京航空航天大学宋文哲获国家专利权
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龙图腾网获悉南京航空航天大学申请的专利用于树脂渗入式热塑性预浸丝成形热控工艺曲线优化方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117261287B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-01发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202311286809.0,技术领域涉及:B29C70/40;该发明授权用于树脂渗入式热塑性预浸丝成形热控工艺曲线优化方法是由宋文哲;单忠德;范聪泽;郑菁桦;陈意伟;许家勋;刘恺设计研发完成,并于2023-10-08向国家知识产权局提交的专利申请。
本用于树脂渗入式热塑性预浸丝成形热控工艺曲线优化方法在说明书摘要公布了:用于树脂渗入式热塑性预浸丝成形热控工艺曲线优化方法,在预热阶段,利用摄像头或其他图像采集设备实时拍摄预热过程的图像,并通过图像分析算法评估预热效果。在加热与渗透阶段,该方法使用热电偶控制并维持设定的加热温度,同时,通过图像分析和深度学习模型实时评估树脂与纤维的浸渍效果。为了更精确地满足特定质量标准,目标函数也被优化,以便在预测低光泽度但实际为高光泽度时加大损失。最后,在固化与成型后,本方法进一步包括了必要的后处理和全面的质量检验。整体而言,该发明提供了一种高度集成和自适应的解决方案,旨在提高热塑性预浸丝成型过程的效率和质量。
本发明授权用于树脂渗入式热塑性预浸丝成形热控工艺曲线优化方法在权利要求书中公布了:1.用于树脂渗入式热塑性预浸丝成形热控工艺曲线优化方法,其特征在于:包括以下步骤: 1)纤维和树脂的物理和化学属性测量与确定; 首先是材料的准备与预热过程,操作人员选择合适类型的纤维和树脂作为原材料,其中这些材料应当符合预设的物理和化学属性要求,在选定材料后,进行量测,包括纤维和树脂的熔点、黏度和热导率,这些数据将用于确定最优的预热和加热参数; 2预热阶段图像采集与分析; 采用图像算法对预热阶段进行采集与分析,以实现该过程的无损检测,首先将摄像头定位于一个能够清晰捕捉预热并且能够覆盖整个模具区域的位置,并通过热成像来确定摄像头的最佳配置参数,此外对于图像的采集频率,需要确保足够的密度,即根据该纤维的运转线速度进行调试,并预热图像采样公式给定; 提出一种全局预热优化方法,以实时评估预热的质量,采用图像对预热后的纤维丝进行分析,并按照全局预热判定公式进行给定; 所述步骤2)中预热图像采样公式表示为: (1) 其中,代表每秒钟图像采集的次数,则表示纤维每秒中向前滚动的距离,单位为毫米,则为取样超参; 所述步骤2)中全局预热判定公式表示为: (2) (3) 其中,为灰度平均值,为总像素数,为像素点值,为前预热过程的均匀性指数,为实时需要调整的温度变化量,与这两个是权重因子,用于平衡灰度均值和均匀性两个目标,为目标灰度均值,为当前图像灰度均值,为目标均匀性指数; 3加热与渗透; 在加热与渗透阶段,通过控制和维持预设的加热温度以达到最佳的树脂与纤维浸渍效果,在预热完成后,本步骤中热电偶开始实时监控工作环境的温度,这些温度数据被发送到一个控制系统,即PLC或微控制器,进而能够自动调整加热设备的功率以及工作状态,以保持预定的温度水平; 加热过程的所有实时数据,包括温度和时间,均进行记录和分析,便于后续的质量控制和工艺优化,通过集成高精度温度监控和实时数据反馈,实现了浸渍过程质量的最大化,同时增强了整个制程的稳定性和可重复性; 4)预浸丝成形反馈优化; 采用图像分析以及BP网络算法对于整个加热与渗透过程进行把控,其中首先对于加热渗透完毕后的图像进行参数提取,包括提取图像中的色调平均值,色调的方差,丝材光泽度的平均值以及光泽度的方差,对于图像中每一列的最大像素点值与最小像素点值的差值作为输入特征之一进行学习,即通过图像分析的方法采集出图像中的色调平均值,色调的方差,丝材光泽度的平均值,光泽度的方差以及每一列的最大像素点值与最小像素点值的差值,输入到BP网络当中,对预浸丝成形后的样本光泽度进行预测评分,采用光泽度损失函数作为整体的评价标准; 5)预浸丝成形整合与质量反馈; 根据上述的图像分析的实时数据,自适应地去调整热电偶的加热温度和加热时间,此外,这个阶段调整预热的相关参数,从而能够控制整个加热与渗透过程,进而加强复合材料的内在质量和外观特性,在达到预设的加热时间和温度后,将进行固化处理,然后拆除模具,并取出成型后的复合材料,以便进行进一步的后处理,最后,进行后处理步骤,并对最终成品进行全方位的质量检验,包括机械性能和表面质量的评估。
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