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申请/专利权人：山东理工大学

申请日：2024-11-15

公开（公告）日：2025-01-21

公开（公告）号：CN119328374A

专利技术分类：

专利摘要：本发明公开了一种连续碳纤维增强金属基复合材料的加工方法，在金属熔融涂覆设备的基础上，在坩埚的上方安装碳纤维丝盘与导丝轮，在坩埚的内部安装导丝管，涂覆头的上端与坩埚的底部出口相连通，在涂覆头的一侧添加舵机轴和高速摄像机，舵机轴上连接切刀，与涂覆头平齐，涂覆头的另外一侧安装焊枪，且正对基板，坩埚的外壁上缠绕有电磁线圈，涂覆头的外侧缠绕电阻丝，加热之后，碳纤维丝盘上的碳纤维经过导丝轮和导丝管随熔融金属流出涂覆头，落在焊枪在基板上形成的微熔池中，供气系统一方面控制熔融金属的流速，另一方面保护熔融的金属不被空气氧化，该系统及方法能够实现连续碳纤维增强金属基复合材料的加工，并且制备成本低、效率高。

专利权项：1.一种连续碳纤维增强金属基复合材料的加工方法，其特征在于，基于连续碳纤维增强金属基复合材料的加工制造系统，该系统包括运动系统、控制系统、监测系统、加热系统、供丝系统、供气系统和基板21；运动系统为机械手；控制系统包括上位机2、温控仪3、气压控制器4、运动控制卡1；监测系统包括热电偶6、压力传感器7、高速摄像机24；加热系统包括坩埚13、涂覆头20、电磁线圈12、坩埚盖5、焊枪17、电阻丝19；供丝系统包括导丝管10、导丝轮8、碳纤维丝盘9、舵机切刀23；供气系统包括控制气系统和保护气系统两部分；包括以下步骤：S1.绘制待制造工件的三维模型，再将待制造工件的三维模型输入到上位机2中；S2.将碳纤维丝从碳纤维丝盘9经过导丝轮8穿入到导丝管10且穿出涂覆头20，将金属原材料加入到坩埚13中，上位机2通过温控仪3控制电磁线圈12和电阻丝19对坩埚13中的金属原材料进行加热，使坩埚13中的金属原材料加热至熔融状态；S3.保护气系统的高频电磁阀开启，氩气先后通过分流管18和导流管22后，将在涂覆头20周围形成气墙，以保护熔融的金属不被氧化；S4.上位机2控制焊枪17工作，通过焊枪17在基板21上形成微熔池，同时控制气系统的高频电磁阀开启，熔融态金属从涂覆头20流出，碳纤维丝会由于金属的粘附力跟随着熔融状态的金属共同流出且掉落到微熔池中；S5.上位机2根据待制造工件的三维模型通过运动控制卡1控制机械手的运动，从而在基板21上涂覆出所需工件，整个过程中，上位机2通过高速摄像机24对整个加工过程进行监测；S6.进行非连续加工及加工完成以后，上位机2控制舵机切刀23，将碳纤维丝在涂覆头20处割断。

百度查询： 山东理工大学 一种连续碳纤维增强金属基复合材料的加工方法