一种减小复材制品拐角区模压缺陷装置和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114161638A(43)申请公布日2022.03.11(21)申请号202111490570.X(22)申请日2021.12.08(71)申请人浙大宁波理工学院地址315100浙江省宁波市鄞州区高教园区钱湖南路1号，机电与能源工程学院申请人宁波市益普乐模塑有限公司(72)发明人刘立君张臣臣贾志欣王少峰李继强张彦龙彭河王义强(74)专利代理机构宁波博灵知识产权代理事务所(普通合伙)33424代理人潘李亮(51)Int.Cl.B29C43/02(2006.01)B29C43/32(2006.01)B29C43/58(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种减小复材制品拐角区模压缺陷装置和方法(57)摘要本发明涉及复合材料制品技术领域，尤其涉及一种减小复材制品拐角区模压缺陷装置和方法。它包括控制器(1)、支撑架(11)、超声相控阵探头(6)以及超声波组件，所述超声相控阵探头(6)以及超声波组件均与控制器(1)电连接，其中：支撑架(11)，设置在模具的侧面；超声相控阵探头(6)，设置在支撑架(11)上，且超声相控阵探头(6)的检测端面与模具表面接触；超声波组件，设置在支撑架(11)上，且超声波组件的工作端面与模具表面接触。这样可以改进现有的模压成型装置，提供一种结构简单、安装方便的超声振动装置，该装置可控制超声振动波在复合材料制品拐角区域进行聚焦，从而提高复合材料制品的质量和效率。CN114161638ACN114161638A权利要求书1/2页1.一种减小复材制品拐角区模压缺陷装置，其特征在于：它包括控制器(1)、支撑架(11)、超声相控阵探头(6)以及超声波组件，所述超声相控阵探头(6)以及超声波组件均与控制器(1)电连接，其中：支撑架(11)，设置在模具的侧面；超声相控阵探头(6)，设置在支撑架(11)上，且超声相控阵探头(6)的检测端面与模具表面接触；超声波组件，设置在支撑架(11)上，且超声波组件的工作端面与模具表面接触。2.根据权利要求1所述的一种减小复材制品拐角区模压缺陷装置，其特征在于：所述超声波组件包括超声波电源(2)、超声换能器(4)以及超声变幅杆(5)，且所述超声换能器(4)与超声变幅杆(5)均为多个且一一对应，而且多个超声换能器(4)均与超声波电源(2)连接，并且超声变幅杆(5)一端与超声换能器(4)端面接触，超声变幅杆(5)另一端与模具表面接触。3.根据权利要求2所述的一种减小复材制品拐角区模压缺陷装置，其特征在于：所述单个超声换能器(4)以及单个超声变幅杆(5)组成一个单位，且多个单位均匀排列分布在一个支撑架(11)的矩形平面上，所述超声相控阵探头(6)设置在矩形平面的中部。4.根据权利要求2所述的一种减小复材制品拐角区模压缺陷装置，其特征在于：它还包括套筒(8)，所述套筒(8)外圈与支撑架(11)螺纹连接，所述套筒(8)内圈与超声换能器(4)螺纹连接。5.根据权利要求2所述的一种减小复材制品拐角区模压缺陷装置，其特征在于：所有的超声换能器(4)以及超声变幅杆(5)的频率以及振幅参数均相同。6.一种减小复材制品拐角区模压缺陷的方法，其特征在于：它包括以下步骤：S1、将带有超声相控阵探头(6)以及超声波组件的支撑架(11)安装到模具的侧面，并且固定牢固，其中超声波组件包括超声波电源(2)、N个超声换能器(4)以及N个超声变幅杆(5)，并且同时得到安装后的N个超声变幅杆(5)组成的阵列的中心位置；S2、然后控制超声相控阵探头(6)工作，探测模具内部，得到模具内部的拐角区域以及拐角区域的中心点P点位置，然后停止超声相控阵探头(6)工作，跳转到下一步；S3、根据步骤S1得到的阵列中心位置与步骤S2得到的P点位置，设定超声换能器(4)的时序，每排超声换能器(4)同时工作，相邻排的超声换能器(4)延迟时间工作，其延迟时间差为：上式中，c为超声波在模具中的传输速度，d为两个相邻的超声变幅杆(5)之间的距离，F为P点与N个超声变幅杆(5)所组成的阵列中心的距离，tn为第n个超声换能器(4)激励信号的延时时间，并设定t0为常数，θ为P点和阵列中心的连线与法线之间的夹角；S4、将模压原料片(12)加入到模具中；S5、保压以及保温；S6、控制超声相控阵探头(6)工作，探测模具内部的拐角区域，若探测到超声波回波处于设定范围，则继续检测；若探测到超声波回波低于设定阈值，则判断复合材料发生流动开2CN114161638A权利要求书2/2页始填充拐角区域，将信号反馈给控制器(1)，然后跳转到下一步；S7、控制器(1)控制N个超声换能器(4)按照步骤S3设定的时序进行脉冲激励，然后超声相控阵探头(6)探测模具内部的拐角区域，若探测