用于生產(chǎn)耐高溫?zé)崴苄詮?fù)合材料單向預(yù)浸帶的浸漬設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及高分子復(fù)合材料制備設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于生產(chǎn)耐高溫?zé)崴苄詮?fù)合材料單向預(yù)浸帶的浸漬設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]熱塑性復(fù)合材料單向預(yù)浸帶具有良好的力學(xué)性能(高拉伸強(qiáng)度、高彎曲強(qiáng)度、高沖擊強(qiáng)度、高韌性、高抗疲勞性)、抗老化、抗腐蝕、較強(qiáng)的可設(shè)計(jì)性及可加工性、成型周期短、對環(huán)境友好等優(yōu)異特性。正是由于熱塑性復(fù)合材料單向預(yù)浸帶具有上述優(yōu)異的特性，被越來越多的應(yīng)用到輕質(zhì)交通軌道，航空航天等領(lǐng)域。但是由于所用樹脂基體多是PP (Polypropylene,聚丙稀)、PA (Polyamide，聚酰胺)等普通工程塑料，使得熱塑性復(fù)合材料的彈性模量較低、抗溶劑性較差、纖維與樹脂結(jié)合強(qiáng)度低等缺點(diǎn)，不能應(yīng)用于性能要求較高的結(jié)構(gòu)材料。同時隨著RTM(Resin Transfer Molding，樹脂傳遞模塑成型)成型，熱壓灌成型等成型工藝的逐漸成熟，熱塑性復(fù)合材料單向預(yù)浸帶作為復(fù)合材料的中間體也開始受到越來越多的關(guān)注。因此，近年來連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性預(yù)浸帶在開發(fā)以及應(yīng)用上得到了快速的發(fā)展，尤其是在耐高溫?zé)崴苄詷渲w的單向預(yù)浸帶。這也促使其相應(yīng)制造技術(shù)不斷優(yōu)化。
[0003]目前連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性預(yù)浸帶的制備設(shè)備主要針對熔融浸漬法，溶液浸漬法這兩種與熱固性預(yù)浸料制備相似制備工藝，針對熱塑性預(yù)浸帶制備所獨(dú)有的粉末浸漬法制備熱塑性樹脂的制備設(shè)備較少。CN102950780A公開了一種粉末浸漬法添加熱塑性樹脂的制備設(shè)備，采用包含粉末和載氣通道的雙向火焰噴涂頭，熱塑性粉料熔融噴射到增強(qiáng)體表面，但是火焰法較難控制溫度，并且較難有效的控制上粉量以及上粉的均勻性，同時噴涂頭既有粉末通道又有載氣通道很容易發(fā)生堵塞問題。
[0004]CN103978695A公開了一種采用粉末法浸漬工藝制備連續(xù)功能化碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂基預(yù)浸料的設(shè)備，采用開纖裝置和懸濁液的噴灑裝置實(shí)現(xiàn)熱塑性材料粉末法浸漬，并配有粉末收集器，該裝置噴頭噴孔容易發(fā)生堵塞，難以有效的控制上粉量及上粉量的穩(wěn)定性，亦難免造成樹脂粉末的浪費(fèi)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005](一 )要解決的技術(shù)問題
[0006]本實(shí)用新型要解決的問題是提供一種用于生產(chǎn)耐高溫?zé)崴苄詮?fù)合材料單向預(yù)浸帶的浸漬設(shè)備，以克服現(xiàn)有技術(shù)中難以控制上粉量及上粉量的穩(wěn)定性的缺陷。
[0007]( 二)技術(shù)方案
[0008]為解決所述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種用于生產(chǎn)耐高溫?zé)崴苄詮?fù)合材料單向預(yù)浸帶的浸漬設(shè)備，包括放紗裝置、束紗孔盤、展紗裝置、淤漿浸漬裝置、預(yù)烘裝置、隔離膜放卷收卷裝置、熱熔浸漬裝置、定型裝置、冷卻與壓光裝置、分切裝置、張力檢測裝置及螺旋收卷裝置，所述放紗裝置、展紗裝置、淤漿浸漬裝置、預(yù)烘裝置、隔離膜放卷收卷裝置、熱熔浸漬裝置、定型裝置、冷卻與壓光裝置、分切裝置、張力檢測裝置及螺旋收卷裝置依次安裝，其中:放紗裝置:由紗架和紗筒輥組成；紗筒輥上設(shè)有阻尼裝置，與總控制系統(tǒng)和所述張力檢測裝置相連，紗架上設(shè)有與各紗筒輥相應(yīng)的導(dǎo)紗孔進(jìn)行限位，避免纖維絲之間的相互干涉；展紗裝置:包括有三根展紗輥；所述的三根展紗輥排列在等邊三角形的三個頂點(diǎn)的位置；淤漿浸漬裝置:包括浸膠槽和儲膠灌，各個纖維束在所述浸膠槽內(nèi)設(shè)有獨(dú)立的導(dǎo)紗路徑，使纖維束浸漬均勻充分的同時避免相互干涉；預(yù)烘裝置:包括第一預(yù)烘室、第二預(yù)烘室和第三預(yù)烘室；加熱裝置置于所述第一預(yù)烘室、第二預(yù)烘室和第三預(yù)烘室中，各預(yù)烘室溫度獨(dú)立可調(diào)；熱熔浸漬裝置:包括第一熱熔浸漬高溫壓輥組和第二熱熔浸漬高溫壓輥組，采用高溫壓輥組實(shí)現(xiàn)纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂預(yù)浸料的熔融浸漬；定型裝置:采用定寬度尺寸的高溫模具，預(yù)浸帶經(jīng)過模具時為熔融狀態(tài)，經(jīng)過模具后得到所需寬度厚度的連續(xù)預(yù)浸料；冷卻與壓光裝置:冷卻壓輥組中通冷卻液；分切裝置:由上、下刀軸，上、下圓刀和對刀機(jī)構(gòu)組成；張力檢測裝置:通過張力檢測器與收卷速度的配合實(shí)現(xiàn)恒張力收卷；螺旋收卷裝置:包括絲桿副的傳動和芯軸之間的傳動兩套傳動系統(tǒng)，所述的絲桿副的傳動實(shí)現(xiàn)芯軸的往復(fù)運(yùn)動，所述芯軸之間的傳動實(shí)現(xiàn)芯軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動，螺旋收卷裝置還連接有收卷控制器，對螺旋收卷過程的回轉(zhuǎn)運(yùn)動與往復(fù)運(yùn)動進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)浸漬過程速度大小調(diào)整，控制恒速生產(chǎn)。
[0009]進(jìn)一步，所述放紗裝置中的阻尼裝置，安裝于紗架上紗筒輥的另一側(cè)；所述阻尼裝置與放卷張力控制系統(tǒng)相連，通過張力檢測系統(tǒng)和總控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)各紗筒放紗張力的獨(dú)立調(diào)節(jié)和同時調(diào)節(jié)。
[0010]進(jìn)一步，所述展紗裝置的三個展紗輥是通過中間輥的上下簡諧振動來實(shí)現(xiàn)展紗的，所述簡諧振動的振幅和頻率可通過控制系統(tǒng)的編程設(shè)定。
[0011]進(jìn)一步，所述浸膠槽包括前壓紗輪、前導(dǎo)紗板、循環(huán)栗、后導(dǎo)紗板、浸膠槽體和后壓紗輪，所述前導(dǎo)紗板和后導(dǎo)紗板位于所述浸膠槽體內(nèi)前后兩端，所述前壓紗輪和后壓紗輪位于所述浸膠槽體內(nèi)前后兩端的所述前導(dǎo)紗板和后導(dǎo)紗板之間，所述循環(huán)栗在所述浸膠槽和儲膠灌之間并通過管道與所述浸膠槽和儲膠灌連接。
[0012]進(jìn)一步，所述儲膠灌包括儲膠殼體、攪拌裝置和超聲波濃度監(jiān)測裝置，所述儲膠灌位于所述浸膠槽的一側(cè)并且其高度位于所述浸膠槽內(nèi)懸浮液的液面以上，所述攪拌裝置安裝在所述儲膠殼體上端，所述超聲波濃度監(jiān)測裝置安裝在所述儲膠殼體內(nèi)，在線監(jiān)測懸浮液的濃度變化。
[0013]進(jìn)一步所述預(yù)烘裝置的加熱裝置為電阻絲加熱裝置、紅外加熱裝置、遠(yuǎn)紅外加熱裝置或微波加熱裝置，加熱的溫度為0_500°C。
[0014]進(jìn)一步，所述熱熔浸漬裝置和定型裝置的高溫?zé)釅狠佒醒b有加熱裝置，所述的加熱裝置為電阻絲加熱裝置、紅外加熱裝置、遠(yuǎn)紅外加熱裝置或微波加熱裝置，加熱的溫度為0-500。。。
[0015]進(jìn)一步，所述熱熔浸漬裝置設(shè)有1-10個高溫?zé)釅狠伣M，每個高溫?zé)釅狠伣M包括纖維上方和下方各一個高溫?zé)釅狠?，上下高溫?zé)釅狠侀g距0-3mm，上下高溫?zé)釅狠佒g設(shè)有調(diào)整定位機(jī)構(gòu)，通過光柵尺測定上下高溫?zé)釅狠伒拈g距并反饋給所述調(diào)整定位機(jī)構(gòu)，自動調(diào)整上下高溫?zé)釅狠伒拈g距至設(shè)定值。下高溫?zé)釅狠伵c氣缸活塞桿連接。壓輥的壓力由氣缸推動活塞桿，再推動下高溫?zé)釅狠伄a(chǎn)生向上的壓力。
[0016]進(jìn)一步，所述的熱熔浸漬裝置的上下高溫壓輥與熱塑性預(yù)浸帶之間均有耐高溫的隔離膜。
[0017]進(jìn)一步，所述收卷控制器和張力控制器、總體控制器連接，通過總體控制器向收卷控制器傳輸速度控制信號，以實(shí)現(xiàn)設(shè)定速度的耐高溫單向預(yù)浸料恒定生產(chǎn)速度控制，向張力控制器傳輸張力補(bǔ)償控制信號，實(shí)現(xiàn)設(shè)定的恒定的纖維張力控制。
[0018](三)有益效果
[0019]本實(shí)用新型的用于生產(chǎn)耐高溫?zé)崴苄詮?fù)合材料單向預(yù)浸帶的浸漬設(shè)備，采用該預(yù)浸帶浸漬設(shè)備制備的預(yù)浸料的樹脂含量均一穩(wěn)定，對熱熔效果也起到促進(jìn)作用。能有效控制預(yù)浸帶樹脂含量，制備均一的，孔隙率低的耐高溫?zé)崴苄詮?fù)合材料單向預(yù)浸帶。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型一種用于生產(chǎn)耐高溫?zé)崴苄詮?fù)合材料單向預(yù)浸帶的浸漬設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本實(shí)用新型一種用于生產(chǎn)耐高溫?zé)崴苄詮?fù)合材料