一种含金属芯的碳纤维工件一体成型装置及其成型工艺的制作方法
1.本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种含金属芯的碳纤维工件一体成型装置及其成型工艺。
背景技术：
2.碳纤维主要由碳元素组成，具有耐高温、抗摩擦、导热及耐腐蚀等特性外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量，碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高，碳纤维的主要用途是作为增强材料与树脂、金属、陶瓷及炭等复合，制造先进复合材料，碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度及比模量在现有工程材料中是最高的。
3.现有技术中，在碳纤维工件制备的过程中存在一种内置发泡模的碳纤维件制备工艺，但是该工艺需要在预先制备发泡内模，工序复杂，现提供一种新型的碳纤维制备工艺首先通过在上下模具内贴附多层碳纤维预浸料，预浸料上贴附防渗透层，然后将金属芯上包附多层碳纤维预浸料，在碳纤维预浸料上再贴附防渗透层，随后在上下模具内贴附多层碳纤维预浸料的防渗透层外，再按照工件尺寸贴附对应厚度的单面粘贴发泡料，随后合上上下模，热压固化成型，最后打开模具取出，现有技术中，缺少一种专门针对上述工艺生产含金属芯的碳纤维工件一体成型的自动化设备。
技术实现要素：
4.本发明提供一种含金属芯的碳纤维工件一体成型装置及其成型工艺，以解决现有技术中缺少一种辅助甲鱼训练的设备，从而将甲鱼的肉质提高的技术问题。
5.一种含金属芯的碳纤维工件一体成型装置，包括机架和传送带，还包括摆放台、异形模具夹紧装置、碳纤维预浸料输料装置、发泡料贴附装置、防渗透层贴附装置和热压装置，所述传送带设置在机架的正下方，所述碳纤维预浸料输料机设置在传送带的一侧，所述摆放台和热压装置设置在传送带的一侧，所述异形模具夹紧装置设置在传送带与机架之间，所述发泡料贴附装置和防渗透层贴附装置设置在传送带的一侧。
6.进一步，所述异形模具夹紧装置设有两个，两个所述异形模具夹紧装置分别设置在传送带上和机架顶部的底部，每一个所述异形模具夹紧装置均包括夹紧件和驱动组件，所述驱动组件包括放置台、螺纹杆、驱动块和驱动电机，所述放置台设置在传送带上，所述放置台上设有贯通槽，所述螺纹杆设置在贯通槽内且螺纹杆的两端分别与放置台螺纹连接，所述驱动块设置在贯通槽内且套设在螺纹杆上并与其螺纹连接，所述驱动电机设置在放置台的一侧且驱动电机的输出端与螺纹杆的一端连接，所述夹紧件设有两个，两个所述夹紧件对称设置在放置台上，其中一个所述夹紧件的底部与放置台的顶部固定连接，另一个所述夹紧件的底部与放置台的顶部滑动配合，并且夹紧件的底部与驱动块的顶部固定连接，位于传送带上的夹紧件朝上设置，位于机架顶部的底部的夹紧件朝下设置。
7.进一步，还包括平移升降组件，所述平移升降组件设置在机架和位于上方的异形
模具夹紧装置之间，所述平移升降组件包括第一电动推杆、平移板、限位杆、限位套筒和第二电动推杆，所述平移板设置在机架顶端的底部且与其滑动配合，所述第一电动推杆水平设置在机架顶端的底部且与其固定连接，所述第一电动推杆的输出端与平移板的侧端连接，所述第二电动推杆竖直设置在平移板的底部且与其固定连接，所述限位套筒设有若干个，若干个限位套筒对称设置在平移板的底部，所述限位杆设有若干个，每个所述限位套筒的底部均设有一个限位杆且与其上下滑动配合，若干所述限位杆的底部均与位于上方的异形模具夹紧装置中的放置台的顶部连接。
8.进一步，所述夹紧件可以为异形台钳。
9.进一步，所述碳纤维预浸料输料装置包括输料机和第一机械手，所述输料机和第一机械手分别设置在传送带的两侧。
10.进一步，所述发泡料贴附装置和防渗透层贴附装置结构相同，所述防渗透层贴附装置包括收卷机、压平组件、裁切组件和第二机械手，所述收卷机设置在传送带的一侧，所述压平组件设置在收卷机的一侧，所述裁切组件设置在压平组件远离收卷机的一侧，所述第二机械手设置在传送带与裁切组件之间，所述压平组件包括操作台、第一连接架、第三电动推杆、第二连接架和压平转筒，所述操作台水平设置在收卷机的一侧，所述第一连接架设置在操作台的上方，所述第三电动推杆竖直设置在第一连接架顶端的底部且呈输出端朝下设置，所述第二连接架的顶部与第三电动推杆的输出端连接，所述压平转筒的两端分别与第二连接架的两端转动连接且压平转筒位于操作台的正上方。
11.进一步，所述裁切组件包括第三连接架、驱动电缸、第四电动推杆和裁切刀片，所述第三连接架设置在第二连接架远离收卷机的一侧且位于操作台的正上方，所述驱动电缸水平设置在第三连接架顶端的底部，所述第四电动推杆竖直设置在驱动电缸的输出端上且呈输出端朝下设置，所述裁切刀片设置在第四电动推杆的输出端上。
12.进一步，所述热压装置包括热压成型机和第三机械手，所述热压成型机和第三机械手分别设置在传送带的侧端。
13.一种含金属芯的碳纤维工件一体成型工艺，包括以下步骤:s1：在进行碳纤维工件制备前，首先需要将用于制备的上模具和下模具分别通过两个异形模具夹紧装置进行夹紧固定，将模具置于两个夹紧件之间，通过控制驱动电机工作带动驱动丝杆旋转从而带动与驱动块连接的其中一个夹紧件往另一个夹紧件方向移动，从而实现控制两个夹紧件从模具两侧对其夹紧固定的效果，夹紧固定后，分别控制平移升降组件和传送带工作带动被固定的上模具和下模具移动至碳纤维预浸料输料装置进行预浸料贴附工作，通过设置的平移升降组件，当需要控制上模具移动时，通过控制第一电动推杆工作可带动平移板沿着传送带方向直线移动，从而调整上模具的位置，以适应不同的加工工序，通过控制第二电动推杆工作可以调整上模具的高度，以实现上模具与下模具的对接工作。
14.s2：上模具和下模具通过异形模具夹紧装置固定后，需要对上模具和下模具的内壁贴附多层碳纤维预浸料，通过传送带和平移升降组件的配合将上模具和下模具输送至输料机和第一机械手之间，控制第一机械手工作拿取输料机输送出来的定量的碳纤维预浸料并且依次贴附到上模具和下模具的内壁上。
15.s3：当上模具和下模具内壁贴附碳纤维预浸料工作完成后，需要对上模具和下模
具的内部贴附多层防渗透层，并且在防渗透层的外侧贴附多层发泡料，由于防渗透层或发泡料成卷状缠绕在收卷机上，贴附防渗透层前需要将其裁切呈对应的长度，并且由于其表面可能会存在褶皱等情况，还需将其压平至平整状态，以便于后续的贴附工作，首先通过第二机械手将收卷在收卷机上的防渗透层的一端扯出并使其平铺在操作台上，且穿过压平转筒和裁切刀片的下方，通过第三电动推杆工作带动压平转筒下降使其与防渗透层的上表面接触，拉动防渗透层的过程中压平转筒持续在其表面旋转进行压平工作，拉动至所需长度后，在驱动电缸和第四电动推杆的配合下，控制裁切刀片下降至与防渗透层表面接触并沿其一端移动至另一端，从而实现对其的裁切工作，接着控制第二机械手拿取裁切后的防渗透层对上模具或者下模具内壁的预浸料层外部。
16.s4：上模具和下模具的预浸料层、防渗透层贴附完毕后，控制第一机械手工作抓取摆放台上的金属芯依次移动至碳纤维预浸料输料装置、防渗透层贴附装置处实现对其表面的预浸料层和防渗透层的贴附工作。
17.s5：接着通过第一机械手将金属芯放置于下模具内部，再通过发泡料贴附装置对上模具和下模具按照工件尺寸在防渗透层的外侧贴附对应厚度的单面粘贴发泡料层。
18.s6：当上模具和下模具的预浸料层、防渗透层和发泡料层贴附完毕后，并且将金属芯放置于下模具内部后，通过平移升降组件和传送带的配合，将上模具与下模具的位置对准并带动上模具下降与下模具完成对接工作，接着将对接完成的上模具与下模具通过第三机械手转移至热压成型机处完成热压成型工作，最后再通过第三机械手转移回传送带上的异形模具夹紧装置中，再通过平移升降组件和位于上方的异形模具夹紧装置的配合，完成上模具与下模具的分离工作，取出含有金属芯的碳纤维工件。
19.与现有技术相比较，本发明的有益效果在于:其一，本装置使用时，先将碳纤维件的上模具和下模具分别放入一个异形模具夹紧装置中，并分别将上模具和下模具固定在传送带和机架之间，并使其位于同一垂直线上，随后通过控制传送带一侧的碳纤维预浸料输料装置工作，在上下模具内贴附多层碳纤维预浸料，在碳纤维预浸料贴附完成后，通过控制防渗透层贴附装置工作，在贴附的碳纤维预浸料外侧再贴附一层防渗透层，随后再次通过控制碳纤维预浸料输料装置工作，将位于传送带一侧位于摆放台上的金属芯移动至碳纤维预浸料输料装置的输出端的下方，通过控制碳纤维预浸料输料装置工作在金属芯上包附多层碳纤维预浸料，再次通过控制防渗透层贴附装置工作，在已包附碳纤维预浸料的金属芯外侧再贴附一层防渗透层，通过控制碳纤维预浸料输料装置工作，将处理完成的金属芯放进至下模具中，随后通过传送带将上下模具移动至发泡料贴附装置的一侧，控制发泡料贴附装置工作，在上下模具的防渗透层外侧，按照工件尺寸贴附相对应厚度的单面粘贴发泡料，最后通过控制两个异形模具夹紧装置工作，将碳纤维件的上模具与下模具合上，通过传送带一侧的热压装置工作，进行热压固化成型，继而通过控制两个异形模具夹紧装置工作，分开上下模具，取出已经制备完成的含金属芯的碳纤维工件，从而实现无须内置发泡模即可针对碳纤维工件进行一体成型制备的效果。
20.其二，在进行碳纤维工件制备前，首先需要将用于制备的上模具和下模具分别通过两个异形模具夹紧装置进行夹紧固定，将模具置于两个夹紧件之间，通过控制驱动电机工作带动驱动丝杆旋转从而带动与驱动块连接的其中一个夹紧件往另一个夹紧件方向移动，从而实现控制两个夹紧件从模具两侧对其夹紧固定的效果，夹紧固定后，分别控制平移
升降组件和传送带工作带动被固定的上模具和下模具移动至碳纤维预浸料输料装置进行预浸料贴附工作，通过设置的平移升降组件，当需要控制上模具移动时，通过控制第一电动推杆工作可带动平移板沿着传送带方向直线移动，从而调整上模具的位置，以适应不同的加工工序，通过控制第二电动推杆工作可以调整上模具的高度，以实现上模具与下模具的对接工作，通过设置的异形台钳，可以针对不同形状的上模具或下模具均可实现对其的夹紧固定。
21.其三，上模具和下模具通过异形模具夹紧装置固定后，需要对上模具和下模具的内壁贴附多层碳纤维预浸料，通过传送带和平移升降组件的配合将上模具和下模具输送至输料机和第一机械手之间，控制第一机械手工作拿取输料机输送出来的定量的碳纤维预浸料并且依次贴附到上模具和下模具的内壁上。
22.其四，当上模具和下模具内壁贴附碳纤维预浸料工作完成后，需要对上模具和下模具的内部贴附多层防渗透层，并且在防渗透层的外侧贴附多层发泡料，由于防渗透层或发泡料成卷状缠绕在收卷机上，贴附防渗透层前需要将其裁切呈对应的长度，并且由于其表面可能会存在褶皱等情况，还需将其压平至平整状态，以便于后续的贴附工作，首先通过第二机械手将收卷在收卷机上的防渗透层的一端扯出并使其平铺在操作台上，且穿过压平转筒和裁切刀片的下方，通过第三电动推杆工作带动压平转筒下降使其与防渗透层的上表面接触，拉动防渗透层的过程中压平转筒持续在其表面旋转进行压平工作，拉动至所需长度后，在驱动电缸和第四电动推杆的配合下，控制裁切刀片下降至与防渗透层表面接触并沿其一端移动至另一端，从而实现对其的裁切工作，接着控制第二机械手拿取裁切后的防渗透层对上模具或者下模具内壁的预浸料层外部；上模具和下模具的预浸料层、防渗透层贴附完毕后，控制第一机械手工作抓取摆放台上的金属芯依次移动至碳纤维预浸料输料装置、防渗透层贴附装置处实现对其表面的预浸料层和防渗透层的贴附工作；接着通过第一机械手将金属芯放置于下模具内部，再通过发泡料贴附装置对上模具和下模具按照工件尺寸在防渗透层的外侧贴附对应厚度的单面粘贴发泡料层。
23.其五，当上模具和下模具的预浸料层、防渗透层和发泡料层贴附完毕后，并且将金属芯放置于下模具内部后，通过平移升降组件和传送带的配合，将上模具与下模具的位置对准并带动上模具下降与下模具完成对接工作，接着将对接完成的上模具与下模具通过第三机械手转移至热压成型机处完成热压成型工作，最后再通过第三机械手转移回传送带上的异形模具夹紧装置中，再通过平移升降组件和位于上方的异形模具夹紧装置的配合，完成上模具与下模具的分离工作，取出含有金属芯的碳纤维工件。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明的立体结构示意图一；图2为本发明的立体结构示意图二；图3为本发明中异形模具夹紧装置的立体结构示意图；
图4为本发明中异形模具夹紧装置的爆炸立体结构示意图；图5为本发明中局部剖视图；图6为本发明中裁切组件和压平组件的立体结构示意图；图7为本发明中裁切组件的立体结构示意图。
26.附图标记:机架1、传送带2，摆放台3、异形模具夹紧装置4、夹紧件41、驱动组件42、放置台421、螺纹杆422、驱动块423、驱动电机424、平移升降组件43、第一电动推杆431、平移板432、限位杆433、限位套筒434、第二电动推杆435、碳纤维预浸料输料装置5、输料机51、第一机械手52、发泡料贴附装置6、防渗透层贴附装置7、收卷机71、压平组件72、操作台721、第一连接架722、第三电动推杆723、第二连接架724、压平转筒725、裁切组件73、第三连接架731、驱动电缸732、第四电动推杆733、裁切刀片734、第二机械手74、热压装置8、热压成型机81、第三机械手82。
具体实施方式
27.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
28.通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。
29.基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
32.一种含金属芯的碳纤维工件一体成型装置，包括机架1和传送带2，还包括摆放台3、异形模具夹紧装置4、碳纤维预浸料输料装置5、发泡料贴附装置6、防渗透层贴附装置7和热压装置8，所述传送带2设置在机架1的正下方，所述碳纤维预浸料输料机51设置在传送带2的一侧，所述摆放台3和热压装置8设置在传送带2的一侧，所述异形模具夹紧装置4设置在传送带2与机架1之间，所述发泡料贴附装置6和防渗透层贴附装置7设置在传送带2的一侧；本装置使用时，先将碳纤维件的上模具和下模具分别放入一个异形模具夹紧装置4中，并分别将上模具和下模具固定在传送带2和机架1之间，并使其位于同一垂直线上，随后通过控制传送带2一侧的碳纤维预浸料输料装置5工作，在上下模具内贴附多层碳纤维预浸料，在
碳纤维预浸料贴附完成后，通过控制防渗透层贴附装置7工作，在贴附的碳纤维预浸料外侧再贴附一层防渗透层，随后再次通过控制碳纤维预浸料输料装置5工作，将位于传送带2一侧位于摆放台3上的金属芯移动至碳纤维预浸料输料装置5的输出端的下方，通过控制碳纤维预浸料输料装置5工作在金属芯上包附多层碳纤维预浸料，再次通过控制防渗透层贴附装置7工作，在已包附碳纤维预浸料的金属芯外侧再贴附一层防渗透层，通过控制碳纤维预浸料输料装置5工作，将处理完成的金属芯放进至下模具中，随后通过传送带2将上下模具移动至发泡料贴附装置6的一侧，控制发泡料贴附装置6工作，在上下模具的防渗透层外侧，按照工件尺寸贴附相对应厚度的单面粘贴发泡料，最后通过控制两个异形模具夹紧装置4工作，将碳纤维件的上模具与下模具合上，通过传送带2一侧的热压装置8工作，进行热压固化成型，继而通过控制两个异形模具夹紧装置4工作，分开上下模具，取出已经制备完成的含金属芯的碳纤维工件，从而实现无须内置发泡模即可针对碳纤维工件进行一体成型制备的效果；本装置实现无须内置发泡模即可针对碳纤维工件进行一体成型制备的效果。
33.优选的，所述异形模具夹紧装置4设有两个，两个所述异形模具夹紧装置4分别设置在传送带2上和机架1顶部的底部，每一个所述异形模具夹紧装置4均包括夹紧件41和驱动组件42，所述驱动组件42包括放置台421、螺纹杆422、驱动块423和驱动电机424，所述放置台421设置在传送带2上，所述放置台421上设有贯通槽，所述螺纹杆422设置在贯通槽内且螺纹杆422的两端分别与放置台421螺纹连接，所述驱动块423设置在贯通槽内且套设在螺纹杆422上并与其螺纹连接，所述驱动电机424设置在放置台421的一侧且驱动电机424的输出端与螺纹杆422的一端连接，所述夹紧件41设有两个，两个所述夹紧件41对称设置在放置台421上，其中一个所述夹紧件41的底部与放置台421的顶部固定连接，另一个所述夹紧件41的底部与放置台421的顶部滑动配合，并且夹紧件41的底部与驱动块423的顶部固定连接，位于传送带2上的夹紧件41朝上设置，位于机架1顶部的底部的夹紧件41朝下设置；在进行碳纤维工件制备前，首先需要将用于制备的上模具和下模具分别通过两个异形模具夹紧装置4进行夹紧固定，将模具置于两个夹紧件41之间，通过控制驱动电机424工作带动驱动丝杆旋转从而带动与驱动块423连接的其中一个夹紧件41往另一个夹紧件41方向移动，从而实现控制两个夹紧件41从模具两侧对其夹紧固定的效果，夹紧固定后，分别控制平移升降组件43和传送带2工作带动被固定的上模具和下模具移动至碳纤维预浸料输料装置5进行预浸料贴附工作。
34.优选的，还包括平移升降组件43，所述平移升降组件43设置在机架1和位于上方的异形模具夹紧装置4之间，所述平移升降组件43包括第一电动推杆431、平移板432、限位杆433、限位套筒434和第二电动推杆435，所述平移板432设置在机架1顶端的底部且与其滑动配合，所述第一电动推杆431水平设置在机架1顶端的底部且与其固定连接，所述第一电动推杆431的输出端与平移板432的侧端连接，所述第二电动推杆435竖直设置在平移板432的底部且与其固定连接，所述限位套筒434设有若干个，若干个限位套筒434对称设置在平移板432的底部，所述限位杆433设有若干个，每个所述限位套筒434的底部均设有一个限位杆433且与其上下滑动配合，若干所述限位杆433的底部均与位于上方的异形模具夹紧装置4中的放置台421的顶部连接；通过设置的平移升降组件43，当需要控制上模具移动时，通过控制第一电动推杆431工作可带动平移板432沿着传送带2方向直线移动，从而调整上模具的位置，以适应不同的加工工序，通过控制第二电动推杆435工作可以调整上模具的高度，
以实现上模具与下模具的对接工作。
35.优选的，所述夹紧件41可以为异形台钳；通过设置的异形台钳，可以针对不同形状的上模具或下模具均可实现对其的夹紧固定。
36.优选的，所述碳纤维预浸料输料装置5包括输料机51和第一机械手52，所述输料机51和第一机械手52分别设置在传送带2的两侧；上模具和下模具通过异形模具夹紧装置4固定后，需要对上模具和下模具的内壁贴附多层碳纤维预浸料，通过传送带2和平移升降组件43的配合将上模具和下模具输送至输料机51和第一机械手52之间，控制第一机械手52工作拿取输料机51输送出来的定量的碳纤维预浸料并且依次贴附到上模具和下模具的内壁上。
37.优选的，所述发泡料贴附装置6和防渗透层贴附装置7结构相同，所述防渗透层贴附装置7包括收卷机71、压平组件72、裁切组件73和第二机械手74，所述收卷机71设置在传送带2的一侧，所述压平组件72设置在收卷机71的一侧，所述裁切组件73设置在压平组件72远离收卷机71的一侧，所述第二机械手74设置在传送带2与裁切组件73之间，所述压平组件72包括操作台721、第一连接架722、第三电动推杆723、第二连接架724和压平转筒725，所述操作台721水平设置在收卷机71的一侧，所述第一连接架722设置在操作台721的上方，所述第三电动推杆723竖直设置在第一连接架722顶端的底部且呈输出端朝下设置，所述第二连接架724的顶部与第三电动推杆723的输出端连接，所述压平转筒725的两端分别与第二连接架724的两端转动连接且压平转筒725位于操作台721的正上方。
38.优选的，所述裁切组件73包括第三连接架731、驱动电缸732、第四电动推杆733和裁切刀片734，所述第三连接架731设置在第二连接架724远离收卷机71的一侧且位于操作台721的正上方，所述驱动电缸732水平设置在第三连接架731顶端的底部，所述第四电动推杆733竖直设置在驱动电缸732的输出端上且呈输出端朝下设置，所述裁切刀片734设置在第四电动推杆733的输出端上；当上模具和下模具内壁贴附碳纤维预浸料工作完成后，需要对上模具和下模具的内部贴附多层防渗透层，并且在防渗透层的外侧贴附多层发泡料，由于防渗透层或发泡料成卷状缠绕在收卷机71上，贴附防渗透层前需要将其裁切呈对应的长度，并且由于其表面可能会存在褶皱等情况，还需将其压平至平整状态，以便于后续的贴附工作，首先通过第二机械手74将收卷在收卷机71上的防渗透层的一端扯出并使其平铺在操作台721上，且穿过压平转筒725和裁切刀片734的下方，通过第三电动推杆723工作带动压平转筒725下降使其与防渗透层的上表面接触，拉动防渗透层的过程中压平转筒725持续在其表面旋转进行压平工作，拉动至所需长度后，在驱动电缸732和第四电动推杆733的配合下，控制裁切刀片734下降至与防渗透层表面接触并沿其一端移动至另一端，从而实现对其的裁切工作，接着控制第二机械手74拿取裁切后的防渗透层对上模具或者下模具内壁的预浸料层外部；上模具和下模具的预浸料层、防渗透层贴附完毕后，控制第一机械手52工作抓取摆放台3上的金属芯依次移动至碳纤维预浸料输料装置5、防渗透层贴附装置7处实现对其表面的预浸料层和防渗透层的贴附工作；接着通过第一机械手52将金属芯放置于下模具内部，再通过发泡料贴附装置6对上模具和下模具按照工件尺寸在防渗透层的外侧贴附对应厚度的单面粘贴发泡料层。
39.优选的，所述热压装置8包括热压成型机81和第三机械手82，所述热压成型机81和第三机械手82分别设置在传送带2的侧端；当上模具和下模具的预浸料层、防渗透层和发泡料层贴附完毕后，并且将金属芯放置于下模具内部后，通过平移升降组件43和传送带2的配
合，将上模具与下模具的位置对准并带动上模具下降与下模具完成对接工作，接着将对接完成的上模具与下模具通过第三机械手82转移至热压成型机81处完成热压成型工作，最后再通过第三机械手82转移回传送带2上的异形模具夹紧装置4中，再通过平移升降组件43和位于上方的异形模具夹紧装置4的配合，完成上模具与下模具的分离工作，取出含有金属芯的碳纤维工件。
40.一种含金属芯的碳纤维工件一体成型工艺，包括以下步骤:s1：在进行碳纤维工件制备前，首先需要将用于制备的上模具和下模具分别通过两个异形模具夹紧装置4进行夹紧固定，将模具置于两个夹紧件41之间，通过控制驱动电机424工作带动驱动丝杆旋转从而带动与驱动块423连接的其中一个夹紧件41往另一个夹紧件41方向移动，从而实现控制两个夹紧件41从模具两侧对其夹紧固定的效果，夹紧固定后，分别控制平移升降组件43和传送带2工作带动被固定的上模具和下模具移动至碳纤维预浸料输料装置5进行预浸料贴附工作，通过设置的平移升降组件43，当需要控制上模具移动时，通过控制第一电动推杆431工作可带动平移板432沿着传送带2方向直线移动，从而调整上模具的位置，以适应不同的加工工序，通过控制第二电动推杆435工作可以调整上模具的高度，以实现上模具与下模具的对接工作。
41.s2：上模具和下模具通过异形模具夹紧装置4固定后，需要对上模具和下模具的内壁贴附多层碳纤维预浸料，通过传送带2和平移升降组件43的配合将上模具和下模具输送至输料机51和第一机械手52之间，控制第一机械手52工作拿取输料机51输送出来的定量的碳纤维预浸料并且依次贴附到上模具和下模具的内壁上。
42.s3：当上模具和下模具内壁贴附碳纤维预浸料工作完成后，需要对上模具和下模具的内部贴附多层防渗透层，并且在防渗透层的外侧贴附多层发泡料，由于防渗透层或发泡料成卷状缠绕在收卷机71上，贴附防渗透层前需要将其裁切呈对应的长度，并且由于其表面可能会存在褶皱等情况，还需将其压平至平整状态，以便于后续的贴附工作，首先通过第二机械手74将收卷在收卷机71上的防渗透层的一端扯出并使其平铺在操作台721上，且穿过压平转筒725和裁切刀片734的下方，通过第三电动推杆723工作带动压平转筒725下降使其与防渗透层的上表面接触，拉动防渗透层的过程中压平转筒725持续在其表面旋转进行压平工作，拉动至所需长度后，在驱动电缸732和第四电动推杆733的配合下，控制裁切刀片734下降至与防渗透层表面接触并沿其一端移动至另一端，从而实现对其的裁切工作，接着控制第二机械手74拿取裁切后的防渗透层对上模具或者下模具内壁的预浸料层外部。
43.s4：上模具和下模具的预浸料层、防渗透层贴附完毕后，控制第一机械手52工作抓取摆放台3上的金属芯依次移动至碳纤维预浸料输料装置5、防渗透层贴附装置7处实现对其表面的预浸料层和防渗透层的贴附工作。
44.s5：接着通过第一机械手52将金属芯放置于下模具内部，再通过发泡料贴附装置6对上模具和下模具按照工件尺寸在防渗透层的外侧贴附对应厚度的单面粘贴发泡料层。
45.s6：当上模具和下模具的预浸料层、防渗透层和发泡料层贴附完毕后，并且将金属芯放置于下模具内部后，通过平移升降组件43和传送带2的配合，将上模具与下模具的位置对准并带动上模具下降与下模具完成对接工作，接着将对接完成的上模具与下模具通过第三机械手82转移至热压成型机81处完成热压成型工作，最后再通过第三机械手82转移回传送带2上的异形模具夹紧装置4中，再通过平移升降组件43和位于上方的异形模具夹紧装置
4的配合，完成上模具与下模具的分离工作，取出含有金属芯的碳纤维工件。
46.最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
技术特征：
1.一种含金属芯的碳纤维工件一体成型装置，包括机架（1）和传送带（2），其特征在于:还包括摆放台（3）、异形模具夹紧装置（4）、碳纤维预浸料输料装置（5）、发泡料贴附装置（6）、防渗透层贴附装置（7）和热压装置（8），所述传送带（2）设置在机架（1）的正下方，所述碳纤维预浸料输料机（51）设置在传送带（2）的一侧，所述摆放台（3）和热压装置（8）设置在传送带（2）的一侧，所述异形模具夹紧装置（4）设置在传送带（2）与机架（1）之间，所述发泡料贴附装置（6）和防渗透层贴附装置（7）设置在传送带（2）的一侧。2.根据权利要求1所述的一种含金属芯的碳纤维工件一体成型装置，其特征在于:所述异形模具夹紧装置（4）设有两个，两个所述异形模具夹紧装置（4）分别设置在传送带（2）上和机架（1）顶部的底部，每一个所述异形模具夹紧装置（4）均包括夹紧件（41）和驱动组件（42），所述驱动组件（42）包括放置台（421）、螺纹杆（422）、驱动块（423）和驱动电机（424），所述放置台（421）设置在传送带（2）上，所述放置台（421）上设有贯通槽，所述螺纹杆（422）设置在贯通槽内且螺纹杆（422）的两端分别与放置台（421）螺纹连接，所述驱动块（423）设置在贯通槽内且套设在螺纹杆（422）上并与其螺纹连接，所述驱动电机（424）设置在放置台（421）的一侧且驱动电机（424）的输出端与螺纹杆（422）的一端连接，所述夹紧件（41）设有两个，两个所述夹紧件（41）对称设置在放置台（421）上，其中一个所述夹紧件（41）的底部与放置台（421）的顶部固定连接，另一个所述夹紧件（41）的底部与放置台（421）的顶部滑动配合，并且夹紧件（41）的底部与驱动块（423）的顶部固定连接，位于传送带（2）上的夹紧件（41）朝上设置，位于机架（1）顶部的底部的夹紧件（41）朝下设置。3.根据权利要求2所述的一种含金属芯的碳纤维工件一体成型装置，其特征在于:还包括平移升降组件（43），所述平移升降组件（43）设置在机架（1）和位于上方的异形模具夹紧装置（4）之间，所述平移升降组件（43）包括第一电动推杆（431）、平移板（432）、限位杆（433）、限位套筒（434）和第二电动推杆（435），所述平移板（432）设置在机架（1）顶端的底部且与其滑动配合，所述第一电动推杆（431）水平设置在机架（1）顶端的底部且与其固定连接，所述第一电动推杆（431）的输出端与平移板（432）的侧端连接，所述第二电动推杆（435）竖直设置在平移板（432）的底部且与其固定连接，所述限位套筒（434）设有若干个，若干个限位套筒（434）对称设置在平移板（432）的底部，所述限位杆（433）设有若干个，每个所述限位套筒（434）的底部均设有一个限位杆（433）且与其上下滑动配合，若干所述限位杆（433）的底部均与位于上方的异形模具夹紧装置（4）中的放置台（421）的顶部连接。4.根据权利要求2所述的一种含金属芯的碳纤维工件一体成型装置，其特征在于:所述夹紧件（41）可以为异形台钳。5.根据权利要求1所述的一种含金属芯的碳纤维工件一体成型装置，其特征在于:所述碳纤维预浸料输料装置（5）包括输料机（51）和第一机械手（52），所述输料机（51）和第一机械手（52）分别设置在传送带（2）的两侧。6.根据权利要求1所述的一种含金属芯的碳纤维工件一体成型装置，其特征在于:所述发泡料贴附装置（6）和防渗透层贴附装置（7）结构相同，所述防渗透层贴附装置（7）包括收卷机（71）、压平组件（72）、裁切组件（73）和第二机械手（74），所述收卷机（71）设置在传送带（2）的一侧，所述压平组件（72）设置在收卷机（71）的一侧，所述裁切组件（73）设置在压平组件（72）远离收卷机（71）的一侧，所述第二机械手（74）设置在传送带（2）与裁切组件（73）之间，所述压平组件（72）包括操作台（721）、第一连接架（722）、第三电动推杆（723）、第二连接
架（724）和压平转筒（725），所述操作台（721）水平设置在收卷机（71）的一侧，所述第一连接架（722）设置在操作台（721）的上方，所述第三电动推杆（723）竖直设置在第一连接架（722）顶端的底部且呈输出端朝下设置，所述第二连接架（724）的顶部与第三电动推杆（723）的输出端连接，所述压平转筒（725）的两端分别与第二连接架（724）的两端转动连接且压平转筒（725）位于操作台（721）的正上方。7.根据权利要求6所述的一种含金属芯的碳纤维工件一体成型装置，其特征在于:所述裁切组件（73）包括第三连接架（731）、驱动电缸（732）、第四电动推杆（733）和裁切刀片（734），所述第三连接架（731）设置在第二连接架（724）远离收卷机（71）的一侧且位于操作台（721）的正上方，所述驱动电缸（732）水平设置在第三连接架（731）顶端的底部，所述第四电动推杆（733）竖直设置在驱动电缸（732）的输出端上且呈输出端朝下设置，所述裁切刀片（734）设置在第四电动推杆（733）的输出端上。8.根据权利要求1所述的一种含金属芯的碳纤维工件一体成型装置，其特征在于:所述热压装置（8）包括热压成型机（81）和第三机械手（82），所述热压成型机（81）和第三机械手（82）分别设置在传送带（2）的侧端。9.基于权利要求1-8所述的一种含金属芯的碳纤维工件一体成型工艺，其特征在于，包括以下步骤:s1：在进行碳纤维工件制备前，首先需要将用于制备的上模具和下模具分别通过两个异形模具夹紧装置（4）进行夹紧固定，将模具置于两个夹紧件（41）之间，通过控制驱动电机（424）工作带动驱动丝杆旋转从而带动与驱动块（423）连接的其中一个夹紧件（41）往另一个夹紧件（41）方向移动，从而实现控制两个夹紧件（41）从模具两侧对其夹紧固定的效果，夹紧固定后，分别控制平移升降组件（43）和传送带（2）工作带动被固定的上模具和下模具移动至碳纤维预浸料输料装置（5）进行预浸料贴附工作，通过设置的平移升降组件（43），当需要控制上模具移动时，通过控制第一电动推杆（431）工作可带动平移板（432）沿着传送带（2）方向直线移动，从而调整上模具的位置，以适应不同的加工工序，通过控制第二电动推杆（435）工作可以调整上模具的高度，以实现上模具与下模具的对接工作；s2：上模具和下模具通过异形模具夹紧装置（4）固定后，需要对上模具和下模具的内壁贴附多层碳纤维预浸料，通过传送带（2）和平移升降组件（43）的配合将上模具和下模具输送至输料机（51）和第一机械手（52）之间，控制第一机械手（52）工作拿取输料机（51）输送出来的定量的碳纤维预浸料并且依次贴附到上模具和下模具的内壁上；s3：当上模具和下模具内壁贴附碳纤维预浸料工作完成后，需要对上模具和下模具的内部贴附多层防渗透层，并且在防渗透层的外侧贴附多层发泡料，由于防渗透层或发泡料成卷状缠绕在收卷机（71）上，贴附防渗透层前需要将其裁切呈对应的长度，并且由于其表面可能会存在褶皱等情况，还需将其压平至平整状态，以便于后续的贴附工作，首先通过第二机械手（74）将收卷在收卷机（71）上的防渗透层的一端扯出并使其平铺在操作台（721）上，且穿过压平转筒（725）和裁切刀片（734）的下方，通过第三电动推杆（723）工作带动压平转筒（725）下降使其与防渗透层的上表面接触，拉动防渗透层的过程中压平转筒（725）持续在其表面旋转进行压平工作，拉动至所需长度后，在驱动电缸（732）和第四电动推杆（733）的配合下，控制裁切刀片（734）下降至与防渗透层表面接触并沿其一端移动至另一端，从而实现对其的裁切工作，接着控制第二机械手（74）拿取裁切后的防渗透层对上模具或者下模
具内壁的预浸料层外部；s4：上模具和下模具的预浸料层、防渗透层贴附完毕后，控制第一机械手（52）工作抓取摆放台（3）上的金属芯依次移动至碳纤维预浸料输料装置（5）、防渗透层贴附装置（7）处实现对其表面的预浸料层和防渗透层的贴附工作；s5：接着通过第一机械手（52）将金属芯放置于下模具内部，再通过发泡料贴附装置（6）对上模具和下模具按照工件尺寸在防渗透层的外侧贴附对应厚度的单面粘贴发泡料层；s6：当上模具和下模具的预浸料层、防渗透层和发泡料层贴附完毕后，并且将金属芯放置于下模具内部后，通过平移升降组件（43）和传送带（2）的配合，将上模具与下模具的位置对准并带动上模具下降与下模具完成对接工作，接着将对接完成的上模具与下模具通过第三机械手（82）转移至热压成型机（81）处完成热压成型工作，最后再通过第三机械手（82）转移回传送带（2）上的异形模具夹紧装置（4）中，再通过平移升降组件（43）和位于上方的异形模具夹紧装置（4）的配合，完成上模具与下模具的分离工作，取出含有金属芯的碳纤维工件。
技术总结
本发明公开了一种含金属芯的碳纤维工件一体成型装置及其成型工艺，涉及复合材料技术领域。包括机架和传送带，还包括摆放台、异形模具夹紧装置、碳纤维预浸料输料装置、发泡料贴附装置、防渗透层贴附装置和热压装置，所述传送带设置在机架的正下方，所述碳纤维预浸料输料机设置在传送带的一侧，所述摆放台和热压装置设置在传送带的一侧，所述异形模具夹紧装置设置在传送带与机架之间，所述发泡料贴附装置和防渗透层贴附装置设置在传送带的一侧；本装置实现无须内置发泡模即可针对碳纤维工件进行一体成型制备的效果。行一体成型制备的效果。行一体成型制备的效果。
