一种碳纤维预制体三维编织机的制作方法

本实用新型涉及碳纤维预制体领域，尤其涉及一种碳纤维预制体三维编织机。

背景技术：

现阶段光伏，半导体行业生产碳纤维预制体大都采用碳纤维布加网胎利用针刺机循环叠加半手工针刺而成。缺点是生产周期长、浪费大、强度低。随着行业需求不断增加，特别是随着我国半导体行业爆发式增长，大直径、高强度的碳纤维预制体坩埚的需求越来越旺盛。现有生产工艺满足不了用户的技术需求，所以急需要研发一种能生产三维结构的，达到省工省料、直径大、强度高的满足技术要求的碳纤维坩埚产品，来服务用户对产品技术越来越苛刻的要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种碳纤维预制体三维编织机。

本实用新型的创新点在于本实用新型中的设备生产碳纤维预制体方便快捷，生产周期大大缩短。

为实现上述实用新型目的，本实用新型的技术方案是：一种碳纤维预制体三维编织机，包括机架，机架从上至下依次布置有环形分散器、轨道盘、自动驱动携纱器、塑型器、预成型梳理器、预成型装置，所述环形分散器包括同心布置的大小不同的环形圈和连接环形圈的若干支杆；所述轨道盘上设有若干圈穿纱孔，所述相邻两圈穿纱孔之间的间距相等，每圈穿纱孔相邻两个之间的间距相等，每圈穿纱孔的数量相等，所述轨道盘底面设有若干圈波浪形轨道槽，波浪形轨道槽内设有导航磁条，相邻两圈波浪形轨道槽的波峰和波谷相交，穿纱孔位于波浪形轨道槽的波峰和波谷相交区域内；所述自动驱动携纱器包括上部滑动箱、中部控制箱以及下部夹纱组件，所述上部滑动箱和中部控制箱通过中空连接杆连接，上部滑动箱上设有磁导航传感器、上部滑动箱内设有双输出轴步进式电机、双输出轴步进式电机的输出轴伸出上部滑动箱，双输出轴步进式电机输出轴的端部设有在轨道槽内滚动的滚轮；所述塑型器包括四条弧形管，所述四条弧形管为将圆四等分的弧形管，所述四条弧形管位于轨道盘下方的四个角落处，所述四条弧形管高低错落布置，所述机架上设有将弧形管沿弧形管的直径方向推动的一号气缸；所述机架上设有垂直于轨道盘盘面方向的两竖直轨道，所述预成型梳理器有两片，所述预成型梳理器包括横杆和横杆两端支板、两二号气缸、菱形收缩架、若干梳理杆，所述两二号气缸分别位于两支板上，菱形收缩架和二号气缸平行，菱形收缩架两端和二号气缸活塞杆端部连接，梳理杆位于菱形收缩架的交点处，所述竖直轨道上设有滑块，所述滑块上设有推动预成型梳理器沿梳理杆方向运行的三号气缸；所述预成型装置包括一圆盘和位于圆盘中心的插杆以及插设在插杆上的模具，所述圆盘位于插杆外侧区域设有若干圈穿纱固定孔，所述两片预成型梳理器自由端推到一起后形成孔径略大于模具截面直径的孔洞。

进一步地，所述菱形收缩架的交点处设有螺纹孔，所述梳理杆的端部处设有用于旋入螺纹孔的外螺纹。可以根据模具尺寸灵活调整两片预成型梳理器自由端推到一起后形成的孔洞大小。

进一步地，所述梳理杆包括两段分别为一段和二段，所述一段一端和螺纹孔旋接、另一端设有沉孔，沉孔内设有弹簧，二段插入沉孔内和弹簧连接。梳理杆如接触到模具，有一定的收缩度。

进一步地，所述一段沉孔一端为弧形面。弧形面可以避免梳理杆插入时轴向纱纤维时卡在一段二段连接处。

进一步地，所述环形分散器的环形圈为圆环形圈，所述相邻两个环形圈之间的间距相等。

进一步地，所述下部夹纱组件包括连接在中部控制箱上的两弧形弹片，所述两弧形弹片的底边相接触。

进一步地，所述波浪形轨道槽的截面为方形，波浪形轨道槽底部设有用于中空连接杆伸出的槽口。

进一步地，所述中部控制箱内设有电池和单片机。

进一步地，所述相邻两圈穿纱孔之间通过一圈波浪形轨道槽连接，波浪形轨道槽的波谷绕过相邻两圈穿纱孔中内圈的穿纱孔，波浪形轨道槽的波峰绕过相邻两圈穿纱孔中外圈的穿纱孔，相邻两圈波浪形轨道槽的波峰和波谷相交。使得每个穿纱孔都能走到。

本实用新型的有益效果是：本实用新型中的设备使得碳纤维预制体的编织实现自动化，编织速度大大提高，生产周期大大缩短。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为环形分散器的结构示意图。

图3为轨道盘的顶面结构示意图。

图4为轨道盘的底面结构示意图。

图5为轨道盘内自动驱动携纱器的结构示意图。

图6为塑型器的结构示意图。

图7为预成型梳理器的结构示意图。

图8为预成型梳理器梳理杆的结构示意图。

图9为预成型梳理器菱形收缩架的结构示意图。

图10为预成型装置的俯视图。

图11为预成型装置的剖视图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1：一种碳纤维预制体三维编织机，包括机架1，机架1包括底板和位于底板上布置在底板四周的四根竖直布置的竖杆，机架从上至下依次布置有环形分散器2、轨道盘3、自动驱动携纱器4、塑型器5、预成型梳理器6、预成型装置7，环形分散器2包括同心布置的大小不同的环形圈8和连接环形圈8的若干支杆9，环形分散器2的环形圈8为圆环形圈，相邻两个环形圈8之间的间距相等；轨道盘3上设有若干圈穿纱孔10，相邻两圈穿纱孔10之间的间距相等，每圈穿纱孔10相邻两个之间的间距相等，每圈穿纱孔10的数量相等，轨道盘3底面设有若干圈波浪形轨道槽11，波浪形轨道槽11内设有导航磁条，相邻两圈波浪形轨道槽11的波峰和波谷相交，穿纱孔10位于波浪形轨道槽11的波峰和波谷相交区域内；优选地相邻两圈穿纱孔10之间通过一圈波浪形轨道槽11连接，波浪形轨道槽11的波谷绕过相邻两圈穿纱孔中内圈的穿纱孔10，波浪形轨道槽11的波峰绕过相邻两圈穿纱孔中外圈的穿纱孔10，相邻两圈波浪形轨道槽11的波峰和波谷相交；自动驱动携纱器4包括上部滑动箱12、中部控制箱13以及下部夹纱组件14，下部夹纱组件14包括连接在中部控制箱13上的两弧形弹片14.1，两弧形弹片14.1的底边相接触；上部滑动箱12和中部控制箱13通过中空连接杆15连接，上部滑动箱12上设有磁导航传感器、上部滑动箱12内设有双输出轴步进式电机16、双输出轴步进式电机16的输出轴伸出上部滑动箱12，双输出轴步进式电机输出轴的端部设有在轨道槽内滚动的滚轮17，中部控制箱13内设有电池和单片机；波浪形轨道槽11的截面为方形，波浪形轨道槽11底部设有用于中空连接杆15伸出的槽口；塑型器5包括四条弧形管18，四条弧形管18为将圆四等分的弧形管，四条弧形管18位于轨道盘3下方的四个角落处，四条弧形管18高低错落布置，机架1上设有将弧形管18沿弧形管18的直径方向推动的一号气缸19；机架1上设有垂直于轨道盘3盘面方向的两竖直轨道20，预成型梳理器6有两片，预成型梳理器6包括横杆6.1和横杆6.1两端支板6.2、两二号气缸6.3、菱形收缩架6.4、若干梳理杆6.5，两二号气缸6.3分别位于两支板6.2上，菱形收缩架6.4和二号气缸6.3平行，菱形收缩架6.4两端和二号气缸6.3活塞杆端部连接，梳理杆6.5位于菱形收缩架6.4的交点处，菱形收缩架6.4的交点处设有螺纹孔6.6，梳理杆6.5的端部处设有用于旋入螺纹孔6.6的外螺纹。梳理杆6.5包括两段分别为一段6.7和二段6.8，一段6.7一端和螺纹孔6.6旋接、另一端设有沉孔6.9，沉孔6.9内设有弹簧6.10，二段6.8插入沉孔6.9内和弹簧6.10连接，一段沉孔6.9一端为弧形面。竖直轨道20上设有滑块21，滑块21上设有推动预成型梳理器6相向运动的三号气缸22；预成型装置7包括一圆盘7.1和位于圆盘中心7.1的插杆7.2以及插设在插杆7.2上的模具7.3，圆盘位于插杆7.2外侧区域设有若干圈穿纱固定孔7.4，两片预成型梳理器6自由端推到一起后形成孔径略大于模具7.3截面直径的孔洞。

工作时：第一步，把加捻好的轴向纱纤维从纱架引出，穿过环形分散器2，环形分散器2的作用是把所需的轴向纱纤维大致按编织物的几何外形按照顺序分散开来，另一作用是支撑轴向纱纤维。

第二步，把轴向纱纤维依次穿过轨道盘3上的穿纱孔10再穿到预成型装置7上的穿纱固定孔7.4中，并把轴向纱纤维打结固定在预成型装置7的反面。轴向纱纤维按照预成型装置7上模具7.3的几何外形和编织密度依次穿纱。重复以上穿纱步骤即可完成所需轴向纱纤维的所有排列结构阵形。

第三步，编织纱从自动放线架23引出，连接在自动驱动携纱器4的下部夹纱组件14上，自动驱动携纱器4牵引着编织纱在轨道盘的下方的波浪形轨道槽11内围绕轴向纱纤维根据编织物的编织运动轨迹依次缠绕。等到编织纱一次编织完成后形成一层编织物，预成型梳理器6上移至编织物上方后伸出使得梳理杆6.5插入轴向纱纤维之间，然后塑形器5在预成型梳理器6下方伸出在把轴向纱纤维收拢成至略大于预成型装置7上模具7.3的外截面，收拢的同时二号气缸6.3伸出，菱形收缩架6.4压缩，同时通过自动放线架23收回编织层多余的编织纱，然后塑形器5缩回，预成型梳理器6压住编织层下降到预成型装置7上模具7.3外围的底部时，预成型梳理器6缩回，同时通过自动放线架23进一步拉紧使得编织层和模具外壁紧贴，预成型梳理器6释放好编织层后再上升到轨道盘3下方。

第四步，重复第三步操作，预成型梳理器6压住编织层下降到预成型装置7上模具7.3外围上一层编织砂处，后期可根据模具外形情况调整梳理杆6.5旋入菱形收缩架6.4的交点处螺纹孔6.6的距离来调整两片预成型梳理器6自由端推到一起后形成的孔径，最终完成整个三维碳纤维预制体的编织。

所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

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