一種碳纖維預(yù)浸料的涂敷裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于碳纖維預(yù)浸料生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種碳纖維預(yù)浸料的涂敷
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]碳纖維是一種新型纖維狀碳材料，它具有強度高、密度小、耐腐蝕、耐高溫、導(dǎo)電等多種寶貴的力學(xué)、熱學(xué)和電學(xué)性能，因此被廣泛應(yīng)用于航天航空、國防軍工、電力、體育等眾多領(lǐng)域，碳纖維預(yù)浸料是絕大多數(shù)碳纖維制品生產(chǎn)加工過程中的中間產(chǎn)品，預(yù)浸料再經(jīng)裁切、鋪貼、定模、固化等一系列工藝后制成碳纖維制品，即碳纖維絲經(jīng)過梳理展平，表面敷以高分子樹脂膜，在一定壓力、溫度條件下，樹脂膜浸透至纖維絲間，將纖維絲粘連成整體，后經(jīng)壓平呈無維布狀，再經(jīng)冷卻定型后稱為碳纖維預(yù)浸料，此生產(chǎn)過程成為浸膠生產(chǎn);在浸膠生產(chǎn)過程中制得高分子樹脂膜的工藝被稱為涂膠生產(chǎn)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)如圖1所示，熱塑性樹脂經(jīng)過擠出機擠出，和碳纖維束一起進(jìn)入成型模中，在其中完成涂膠過程，后經(jīng)定型、冷卻、牽引、收卷等制得碳纖維預(yù)浸料。但是成型模中壓入熱塑性樹脂工藝適用于樹脂粘度相對較低或碳纖維厚度低的情況，當(dāng)樹脂粘度較高或浸漬的碳纖維較厚時，樹脂壓入碳纖維中會造成厚度不均勻、單位面積壓入的樹脂克重嚴(yán)重失衡的問題。采用這種工藝制備時，碳纖維容易拉毛，在成型模中壓力大易被拉斷，并且在密閉的成型模中壓入樹脂，不易觀察樹脂壓入情況，浸膠過程無法得到及時控制，并且采用這種工藝還造成樹脂的大量浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種碳纖維預(yù)浸料的涂敷裝置，以解決上述問題。
[0005]為實現(xiàn)本發(fā)明目的，采用的技術(shù)方案為:
一種碳纖維預(yù)浸料的涂敷裝置，沿碳纖維走向，該裝置包括前工段單元、涂敷單元和后工段單元，所述前工段單元將碳纖維導(dǎo)入涂敷單元，所述涂敷單元包括計量輥、涂敷輥和擠出機，擠出機設(shè)有涂布頭，所述涂布頭位于涂敷輥上方，所述計量輥和所述涂敷輥間留有可供碳纖維通過的間隙，且該間隙間距可調(diào)，涂敷輥上設(shè)有去除其表面殘留樹脂的除膠器，所述后工段單元包括檢測裝置和傳感控制裝置。
[0006]優(yōu)選的，所述計量輥相對所述涂敷輥可移動，所述計量輥通過傳感控制裝置與所述檢測裝置閉環(huán)連接，所述傳感控制裝置包括傳感器和控制器，其中控制器控制所述計量輥移動。
[0007]優(yōu)選的，所述檢測裝置為厚度檢測儀。
[0008]優(yōu)選的，所述后工段單元還包括成型裝置、定型輥、冷卻裝置、牽引裝置、切邊裝置、收卷裝置，所述檢測裝置位于所述冷卻裝置和所述牽弓I裝置之間。
[0009]優(yōu)選的，所述涂敷輥與碳纖維走向同向轉(zhuǎn)動。
[0010]本發(fā)明的有益效果是: 一、本發(fā)明將熔融樹脂涂敷在涂敷輥上，涂敷輥和碳纖維接觸且運行方向同向，將樹脂轉(zhuǎn)移到碳纖維表面，計量輥和涂敷輥之間間隙間距可調(diào)，因此，涂敷到碳纖維上的樹脂的量也不同，從而控制涂敷克重，優(yōu)化了傳統(tǒng)的在上下模間涂敷的工藝，提交了涂敷樹脂的效率，并且也提高了涂敷質(zhì)量。
[0011]二、本發(fā)明減少了樹脂的浪費，節(jié)約了成本，安全環(huán)保，減少了污染料的排放。
[0012]三、本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，成本較低，易于推廣。
【附圖說明】
[0013]圖1是傳統(tǒng)碳纖維預(yù)浸料生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3是本發(fā)明另一結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4是本發(fā)明中傳感控制裝置、計量輥和檢測裝置閉環(huán)連接示意圖。
[0017]圖1中，11擠出機，12樹脂，13碳纖維，14成型模，15加熱器，16定型模，17冷卻室，18牽引裝置，19切邊收卷裝置。
[0018]圖2、3、4中，21紗架，22導(dǎo)向輥，23計量輥，24涂敷輥，25擠出機，251涂布頭，26除膠器，27成型裝置，28定型輥，29冷卻裝置，210檢測裝置，211牽引裝置，212切邊裝置，213收卷裝置，231傳感控制裝置，2311傳感器，2312控制器。
【具體實施方式】
[0019]下面通過具體的實施例子并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0020]如圖1所示，傳統(tǒng)的碳纖維預(yù)浸料生產(chǎn)系統(tǒng)，樹脂12進(jìn)入擠出機11，擠出到帶加熱器15的成型模14中，成型模14分為上下半模，同時碳纖維13也進(jìn)入到成型模14中，在其中完成涂膠過程，涂膠過程中樹脂浪費多，且不易控制樹脂的涂敷克重。然后依次經(jīng)過定型模
16、冷卻室17、牽引裝置18、切邊收卷裝置19，最后制得碳纖維預(yù)浸料。
[0021]如圖2所示采用本發(fā)明的碳纖維預(yù)浸料生產(chǎn)系統(tǒng)，按碳纖維走向，依次包括紗架21、導(dǎo)向輥22、涂敷裝置、成型裝置27、冷卻裝置29、牽引裝置211、切邊裝置212和收卷裝置213。本發(fā)明所述涂敷裝置包括計量輥23、涂敷輥24、擠出機25，擠出機25設(shè)有涂布頭251，所述涂布頭251位于涂敷輥24上方，所述計量輥23和所述涂敷輥24間留有可供碳纖維通過的間隙且間隙間距可調(diào)，涂敷輥24上設(shè)有去除表面殘留樹脂的除膠器26。
[0022]碳纖維從紗架21上引出經(jīng)過導(dǎo)向輥22，通過計量輥23和涂敷輥24之間的間隙，間隙大小略大于碳纖維厚度。在涂敷輥24上方的擠出機25加熱擠出樹脂通過涂布頭251涂到涂敷輥24表面，涂敷輥24和碳纖維走向同向轉(zhuǎn)動，將樹脂轉(zhuǎn)移到碳纖維上。涂敷到碳纖維上后涂敷輥24表面還會有樹脂殘留，因此在涂敷后的涂敷輥24表面設(shè)有除膠器26刮去殘留的樹脂，如圖2中所示。碳纖維出涂敷輥24以后在牽引裝置211的牽引下再經(jīng)過成型裝置27、定型輥28、冷卻裝置29、切邊裝置212和收卷裝置213即得碳纖維預(yù)浸料。
[0023]在涂敷裝置后序工段設(shè)有的檢測裝置210為厚度檢測儀，計量輥23可移動，并連接傳感控制裝置231，該傳感控制裝置231、檢測裝置210和計量輥23間閉環(huán)連接，如圖4所示，傳感控制裝置231包括傳感器2311和控制器2312，厚度檢測儀給出檢測信號到傳感器2311，傳感器2311給出信號給控制器2312控制計量輥23移動，改變和涂敷輥24之間的間隙間距，計量輥23產(chǎn)生移動后又給出信號給檢測裝置210直到計量輥23移動到合適位置，不同間隙間距大小可以使涂敷到碳纖維上的樹脂量發(fā)生變化，從而控制涂敷樹脂的量。
[0024]除膠器26設(shè)有至少一個，除膠器26根據(jù)具體需要可以設(shè)一個，如圖2所示；在樹脂粘度高時殘留量大設(shè)置多個，如圖3，從而使去除殘留樹脂更徹底。除膠器26可以是主要由一塊一字型刮膠面板，也可以是L型刮膠面板組成，或者其它能有效適用于涂敷輥24表面的刮膠操作的形狀，除膠器26還包括收集刮除下的樹脂的收納箱。
[0025]涂敷輥24與碳纖維走向同向轉(zhuǎn)動，而不是逆向轉(zhuǎn)動，主要是和計量輥23相互配合，促使涂抹均勻。
[0026]涂敷裝置前序工段中設(shè)有至少一個導(dǎo)向輥22。導(dǎo)向輥22設(shè)有一個，如圖2所示，也可為多個，如圖3所示，根據(jù)工藝需要設(shè)置導(dǎo)向輥22的數(shù)量，從而提供不同的張力，進(jìn)而促進(jìn)其涂敷樹脂。
[0027]成型裝置27和冷卻裝置29間設(shè)有定型輥28，采用輥這種結(jié)構(gòu)，為了保證樹脂在碳纖維表面產(chǎn)生好的定型效果。
[0028]檢測裝置210設(shè)于冷卻裝置29和牽引裝置211之間，保證檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，提高了設(shè)備工作的穩(wěn)定性。
[0029]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種碳纖維預(yù)浸料的涂敷裝置，其特征在于:沿碳纖維走向，包括前工段單元、涂敷單元和后工段單元，所述前工段單元將碳纖維導(dǎo)入涂敷單元，所述涂敷單元包括計量輥、涂敷輥和擠出機，擠出機設(shè)有涂布頭，所述涂布頭位于涂敷輥上方，所述計量輥和所述涂敷輥間留有可供碳纖維通過的間隙，且該間隙間距可調(diào)，涂敷輥上設(shè)有去除其表面殘留樹脂的除膠器，所述后工段單元包括檢測裝置和傳感控制裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述碳纖維預(yù)浸料的涂敷裝置，其特征在于:所述計量輥相對所述涂敷輥可移動，所述計量輥通過傳感控制裝置與所述檢測裝置閉環(huán)連接，所述傳感控制裝置包括傳感器和控制器，其中控制器控制所述計量輥移動。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述碳纖維預(yù)浸料的涂敷裝置，其特征在于:所述檢測裝置為厚度檢測儀。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述碳纖維預(yù)浸料的涂敷裝置，其特征在于:所述后工段單元還包括成型裝置、定型輥、冷卻裝置、牽引裝置、切邊裝置、收卷裝置，所述檢測裝置位于所述冷卻裝置和所述牽引裝置之間。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述碳纖維預(yù)浸料的涂敷裝置，其特征在于:所述涂敷輥與碳纖維走向同向轉(zhuǎn)動。
【專利摘要】本發(fā)明屬于碳纖維預(yù)浸料生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種碳纖維預(yù)浸料的涂敷裝置，沿碳纖維走向，包括前工段單元、涂敷單元和后工段單元，所述前工段單元將碳纖維導(dǎo)入進(jìn)入涂敷單元，所述涂敷單元包括計量輥、涂敷輥和擠出機，擠出機設(shè)有涂布頭，所述涂布頭位于涂敷輥上方，所述計量輥和所述涂敷輥間留有可供碳纖維通過的間隙且間隙間距可調(diào)，涂敷輥上設(shè)有去除表面殘留樹脂的除膠器，所述后工段單元包括冷卻裝置和傳感控制裝置。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，成本較低，易于推廣。
【IPC分類】B29C70/54, B29C70/50
【公開號】CN105599322
【申請?zhí)枴緾N201610138387
【發(fā)明人】陸星宇, 王愛國, 張鳳翻, 于華, 趙志斌
【申請人】四川省新萬興碳纖維復(fù)合材料有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年3月11日