長纖包覆模具的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種長纖包覆模具，包括安裝在滑柱頂端的上壓板，套在滑柱上的下滑板，下滑板底部安裝在液壓裝置活塞桿頂端，上模板組成安裝在上壓板上，下模板組成安裝在下滑板上，上模板組成的上模板體和下模板組成的下模板體上安裝有電加熱器，上波紋條安裝在上模板體底面，口模安裝在下模板體的前端面，下波紋條A、下波紋條B、下波紋條C安裝在下模板體頂面，在液壓裝置的驅動下實現(xiàn)下模板體與上模板體的合模與開模，在下模板體與上模板體之間形成熔體容腔，各波紋條在熔體容腔內(nèi)形成波紋流道。本實用新型可以實現(xiàn)聚合物熔體對連續(xù)長纖維的完全包覆，使纖維不因加入在雙螺桿擠出機中而被剪切和破碎，纖維增強復合材料性能得到極大提高。
【專利說明】
長纖包覆模具
技術領域
[0001]本實用新型涉及纖維復合材料生產(chǎn)設備，尤其是一種長纖包覆模具。
【背景技術】
[0002]增強改性是在聚合物基體中加入增強材料以改進聚合物性能的一種方法，常用的增強纖維主要是有機纖維和無機纖維兩大類，有機纖維主要有碳纖維等，無機纖維主要有玻璃纖維等。由于連續(xù)相的聚合物基體組分與分散相的纖維在復合材料中可以“取長補短”并“協(xié)同作用”，使得材料綜合了各組分的性能，從而大大擴展了聚合物材料的用途。在聚合物復合材料中，增強纖維主要用來提高聚合物的強度、模量和硬度。
[0003]目前，普遍采用同向平行雙螺桿擠出機對聚合物基體(如:尼龍、ABS、TPU、聚丙烯等)進行熔融、混煉改性后，加入連續(xù)長纖維或短切纖維，纖維在雙螺桿擠出機中被剪切和破碎，聚合物熔體對纖維實現(xiàn)包覆，得到纖維增強復合材料，使聚合物的性能有了很大改善。其特點是:比強度和比模量高，使增強塑料成為一類輕質高強的新型工程材料;抗疲勞性提高，由于聚合物復合材料中的纖維與基體的界面能阻止裂紋擴展，使得材料抗疲勞性能優(yōu)于金屬;耐熱性高，可在100°c以上甚至更高溫度環(huán)境長期使用;減震性好，由于復合材料中的纖維與基體的界面具有很好的吸振能力，振動阻尼很高，不會因共振引起早期破壞；線膨脹系數(shù)小，由于纖維類材料的加入，聚合物復合材料的線膨脹系數(shù)比聚合物本體低的多，因而制品成型收縮率低，可加工精密制品。
[0004]對于傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的纖維增強復合材料，由于纖維在雙螺桿擠出機中被剪切和破碎，導致纖維增強復合材料的性能受到一定影響。
[0005]綜上所述，復合材料所具有的優(yōu)異性能，使其具備了旺盛的生命力。隨著科技的發(fā)展，需要不斷完善先進復合材料的生產(chǎn)工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明目的:本實用新型的目的是提供一種長纖包覆模具，可以實現(xiàn)聚合物熔體對連續(xù)長纖維的完全包覆，使纖維不因加入在雙螺桿擠出機中而被剪切和破碎，從而得到的纖維增強復合材料，其聚合物的性能得到極大的提高。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了如下的技術方案:一種長纖包覆模具，包括上壓板、滑柱、下滑板、液壓裝置、底座組成、口模、隔熱板、電加熱器、上模板組成和下模板組成；
[0008]滑柱的下端由六角螺母固定安裝在底座組成的上部，上壓板由六角螺母固定安裝在滑柱的頂端，液壓裝置的液壓油缸安裝在底座組成的內(nèi)部，液壓裝置的活塞桿由底座組成的上部開口伸出，下滑板套在滑柱上，下滑板底部由螺栓安裝在液壓裝置的活塞桿頂端；
[0009]上模板組成由圓柱銷和螺釘安裝在上壓板上，下模板組成由圓柱銷和螺釘安裝在下滑板上，在上模板組成的上模板體和下模板組成的下模板體上均安裝有電加熱器，上波紋條由內(nèi)六角圓柱頭螺釘固定安裝在上模板體的底面，在上模板體側面開有熔體進口，在上模板體的內(nèi)部開有熔體流道，在上模板體的底面開有熔體出口，熔體進口通過熔體流道與熔體出口相連，口模由內(nèi)六角圓柱頭螺釘固定安裝在下模板體的前端面，在口模的上沿開有若干出料口，在下模板體的后端上沿開有若干槽口，下波紋條A、下波紋條B、下波紋條C由內(nèi)六角圓柱頭螺釘分別固定安裝在下模板體的頂面；
[0010]下滑板上的下模板組成在液壓裝置的驅動下可沿滑柱上、下移動，實現(xiàn)下模板體與上模板體的合模與開模，當下模板體與上模板體合模時，在下模板體與上模板體之間形成熔體容腔，下波紋條A、下波紋條B、下波紋條C和上波紋條在熔體容腔內(nèi)形成波紋流道。
[0011]優(yōu)選的，還包括口模擋板，口模擋板由內(nèi)六角圓柱頭螺釘固定安裝在上模板體的前端面，當下模板體與上模板體合模時，口模擋板可遮蓋住口模的上沿。
[0012]優(yōu)選的，所述口模擋板的內(nèi)六角圓柱頭螺釘?shù)陌惭b孔為橢圓型。
[0013]優(yōu)選的，所述口模的出料口為喇叭狀。
[0014]優(yōu)選的，所述上模板體的電加熱器和上壓板之間以及下模板體的電加熱器和下滑板之間均安裝有隔熱板。
[0015]優(yōu)選的，所述上模板組成和下模板組成均設有若干熱電偶。
[0016]優(yōu)選的，所述下波紋條A、下波紋條B、下波紋條C和上波紋條的表面為圓弧形。
[0017]優(yōu)選的，所述底座組成的上部開口設有蓋板。
[0018]有益效果:(I)連續(xù)長纖維經(jīng)過烘箱增溫和烘干后，進入長纖包覆模具的熔體容腔，由于長纖包覆模具的熔體容腔的波紋流道設計，使聚合物熔體能浸入到連續(xù)長纖維的每一根纖維絲，實現(xiàn)聚合物熔體對纖維的完全包覆，被聚合物熔體包覆的長纖維沒有被剪切和破碎，使纖維增強復合材料的性能得到極大的提高，纖維增強復合材料的應用領域得到擴展，在許多領域取代了金屬材料的使用，并具有優(yōu)于金屬材料的性能。
[0019](2)采用液壓裝置對上、下模板體進行開模和合模，以方便操作和上、下模板體合模后的密閉性；
[0020](3)熔體容腔可根據(jù)工藝要求安裝若干組波紋條，可利于更換備件和節(jié)約模具的維修成本；
[0021](4)保證能連續(xù)性、規(guī)?；?、高效生產(chǎn)高品質的纖維增強復合材料。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型長纖包覆模具的主視圖；
[0023]圖2為本實用新型長纖包覆模具的左視圖；
[0024]圖3為本實用新型長纖包覆模具的俯視圖；
[0025]圖4為圖3中的A-A向視圖；
[0026]圖5為下模板組成的主視圖；
[0027]圖6為下模板組成的左視圖；
[0028]圖7為下模板組成的右視圖；
[0029]圖8為下模板組成的俯視圖；
[0030]圖9為上模板組成的主視圖；
[0031]圖10為上模板組成的左視圖；
[0032]圖11為上模板組成的仰視圖；
[0033]圖12為口模擋板的主視圖；
[0034]圖13為圖12中的A-A向視圖；
[0035]圖14為口模的主視圖；
[0036]圖15為圖14中的A-A向視圖。
[0037]圖中:1-上壓板，2-滑柱，3-下滑板，4-液壓裝置，5-蓋板，6_底座組成，7_口模擋板，8-口模，8-1-出料口，9-隔熱板，10-電加熱器，11-上模板組成，12-下模板組成，13-六角螺母，14-圓柱銷，15-螺釘，16-下模板體，16-1-槽口，17-內(nèi)六角圓柱頭螺釘，18-下波紋條A，19-下波紋條B，20-下波紋條C，21-上模板體，21-1-熔體進口，21-2-熔體流道，22-上波紋條，23-熔體容腔。
【具體實施方式】
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[0038]下面結合附圖對本實用新型做更進一步的解釋。
[0039]如圖1-15所示，本實用新型的一種長纖包覆模具，包括上壓板1、滑柱2、下滑板3、液壓裝置4、底座組成6、口模擋板7、口模8、隔熱板9、電加熱器10、上模板組成11和下模板組成12。
[0040]滑柱2的下端由六角螺母13固定安裝在底座組成6的上部，上壓板I由六角螺母13固定安裝在滑柱2的頂端，液壓裝置4的液壓油缸安裝在底座組成6的內(nèi)部，液壓裝置4的活塞桿由底座組成6的上部開口伸出，下滑板3套在滑柱2上，下滑板3底部由螺栓安裝在液壓裝置4的活塞桿頂端。所述底座組成6的上部開口設有蓋板5，以防止異物落入底座組成6的內(nèi)部。
[0041]上模板組成11由圓柱銷14和螺釘15直接定位和安裝在上壓板I上，下模板組成12由圓柱銷14和螺釘15直接定位和安裝在下滑板3上。在上模板組成11的上模板體21和下模板組成12的下模板體16上均安裝有電加熱器10，在上模板體21的電加熱器10和上壓板I之間以及下模板體16的電加熱器10和下滑板3之間均安裝有隔熱板9。上模板組成11和下模板組成12上根據(jù)工藝要求設有若干熱電偶，分區(qū)對電加熱器10進行溫度檢測和溫度控制，以保證聚合物熔體在長纖包覆模具內(nèi)的熔融狀態(tài)滿足長纖包覆工藝要求。
[0042]上波紋條22由內(nèi)六角圓柱頭螺釘17固定安裝在上模板體21的底面。在上模板體21側面開有熔體進口 21-1，在上模板體21的內(nèi)部開有熔體流道21-2，在上模板體21的底面開有熔體出口，熔體進口 21-1通過熔體流道21-2與熔體出口相連。
[0043]口模8由內(nèi)六角圓柱頭螺釘17固定安裝在下模板體16的前端面，在口模8的上沿根據(jù)需包覆的長纖條數(shù)開有若干出料口 8-1，以方便長纖的擺放，所述口模8的出料口 8-1為喇叭狀，以防止由于長纖與出料口 8-1的棱邊磨擦而造成斷條現(xiàn)象。在下模板體16的后端上沿長纖進入處，根據(jù)需包覆的長纖條數(shù)開有若干槽口 16-1，以方便長纖的擺放。下波紋條A18、下波紋條B19、下波紋條C20由內(nèi)六角圓柱頭螺釘17分別固定安裝在下模板體16的頂面。所述下波紋條A18、下波紋條B19、下波紋條C20和上波紋條22的表面為圓弧形，各波紋條均經(jīng)過氮化處理，耐磨并不會因長纖與各波紋條的表面磨擦而造成斷條現(xiàn)象。波紋條的表面磨損后，僅更換表面磨損的波紋條即可，節(jié)省了昂貴的模具修復費用以及模具修復時間。
[0044]下滑板3上的下模板組成12在液壓裝置4的驅動下可沿滑柱2上、下移動，實現(xiàn)下模板體16與上模板體21的合模與開模，當下模板體16與上模板體21合模時，在下模板體16與上模板體21之間形成熔體容腔23，下波紋條A18、下波紋條B19、下波紋條C20和上波紋條22在熔體容腔23內(nèi)形成波紋流道。
[0045]口模擋板7由內(nèi)六角圓柱頭螺釘17固定安裝在上模板體21的前端面，螺釘?shù)陌惭b孔為橢圓型，使口模擋板7可根據(jù)工藝所要求的長纖包覆條的粗細進行上、下微動調節(jié)，口模擋板7在合模后可遮蓋住口模8的上沿，以防熔體容腔23內(nèi)的聚合物熔體溢出。
[0046]本實用新型長纖包覆模具的工作原理和工作過程如下:
[0047]a、液壓裝置4驅動下模板組成12下移，對上模板體21和下模板體16進行開模；
[0048]b、將經(jīng)過烘箱增溫和烘干后的若干連續(xù)長纖維擺放在下模板體16上，使長纖維兩側分別嵌入下模板體16的槽口 16-1和口模8的出料口 8-1內(nèi)；
[0049]C、液壓裝置4驅動下滑板3上的下模板組成12上移，對上模板體21和下模板體16進行合模，開啟電加熱器10，通過熱電偶分區(qū)對電加熱器10進行溫度檢測和溫度控制，以保證聚合物熔體在長纖包覆模具內(nèi)的熔融狀態(tài)滿足長纖包覆工藝要求；
[0050]d、擠出機對聚合物基體(如:尼龍、ABS、TPU、聚丙烯等)進行熔融、混煉改性后，聚合物熔體通過上模板體21的熔體進口 21-1進入上模板體21內(nèi)的熔體流道21-2，聚合物熔體在擠出壓力作用下經(jīng)熔體出口噴入下模板體16與上模板體21合模后形成的熔體容腔23;
[0051]e、由前置牽引機進行牽引連續(xù)長纖維(圖1中箭頭方向為牽引方向)，使之穿過通過下模板體16與上模板體21合模后形成的熔體容腔23，上波紋條22將連續(xù)長纖維下壓浸沒在熔體容腔23的聚合物熔體中，下波紋條A18、下波紋條B19、下波紋條C20頂起熔體容腔23內(nèi)的連續(xù)長纖維，由于各波紋條在長纖包覆模具的熔體容腔23內(nèi)形成波紋流道，造成長纖維束能在熔體容腔23內(nèi)分散打開，使聚合物熔體能浸入到連續(xù)長纖維的每一根纖維絲，實現(xiàn)聚合物熔體對纖維的完全包覆；
[0052]f、實現(xiàn)長纖維完全包覆的纖維增強復合材料由前置牽引機從長纖包覆模具的口模8引出，經(jīng)過口模8成形和冷卻水槽冷卻定形后，進行風干和烘箱烘干脫水，切粒成8?15mm長的顆粒。由于長纖維沒有被剪切破碎，使纖維增強復合材料的性能得到極大的提高。
[0053]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種長纖包覆模具，其特征在于:包括上壓板(I)、滑柱(2)、下滑板(3)、液壓裝置(4)、底座組成(6)、口模(8)、隔熱板(9)、電加熱器(10)、上模板組成(11)和下模板組成(12)； 滑柱(2)的下端由六角螺母(13)固定安裝在底座組成(6)的上部，上壓板(I)由六角螺母(13)固定安裝在滑柱(2)的頂端，液壓裝置(4)的液壓油缸安裝在底座組成(6)的內(nèi)部，液壓裝置(4)的活塞桿由底座組成(6)的上部開口伸出，下滑板(3)套在滑柱(2)上，下滑板(3)底部由螺栓安裝在液壓裝置(4)的活塞桿頂端； 上模板組成(11)由圓柱銷(14)和螺釘(15)安裝在上壓板(I)上，下模板組成(12)由圓柱銷(14)和螺釘(15)安裝在下滑板(3)上，在上模板組成(11)的上模板體(21)和下模板組成(12)的下模板體(16)上均安裝有電加熱器(10)，上波紋條(22)由內(nèi)六角圓柱頭螺釘(17)固定安裝在上模板體(21)的底面，在上模板體(21)側面開有熔體進口(21-1)，在上模板體(21)的內(nèi)部開有熔體流道(21-2)，在上模板體(21)的底面開有熔體出口，熔體進口( 21 -1)通過熔體流道(21-2)與熔體出口相連，口模(8)由內(nèi)六角圓柱頭螺釘(17)固定安裝在下模板體(16)的前端面，在口模(8)的上沿開有若干出料口(8-1)，在下模板體(16)的后端上沿開有若干槽口(16-1)，下波紋條A(IS)、下波紋條B(19)、下波紋條C(20)由內(nèi)六角圓柱頭螺釘(17)分別固定安裝在下模板體(16)的頂面； 下滑板(3)上的下模板組成(12)在液壓裝置(4)的驅動下可沿滑柱(2)上、下移動，實現(xiàn)下模板體(16)與上模板體(21)的合模與開模，當下模板體(16)與上模板體(21)合模時，在下模板體(16)與上模板體(21)之間形成熔體容腔(23)，下波紋條A(IS)、下波紋條B(19)、下波紋條C( 20)和上波紋條(22)在熔體容腔(23)內(nèi)形成波紋流道。2.根據(jù)權利要求1所述的一種長纖包覆模具，其特征在于:還包括口模擋板(7)，口模擋板(7)由內(nèi)六角圓柱頭螺釘(17)固定安裝在上模板體(21)的前端面，當下模板體(16)與上模板體(21)合模時，口模擋板(7)可遮蓋住口模(8)的上沿。3.根據(jù)權利要求2所述的一種長纖包覆模具，其特征在于:所述口模擋板(7)的內(nèi)六角圓柱頭螺釘(17)的安裝孔為橢圓型。4.根據(jù)權利要求1所述的一種長纖包覆模具，其特征在于:所述口模(8)的出料口(8-1)為喇叭狀。5.根據(jù)權利要求1所述的一種長纖包覆模具，其特征在于:所述上模板體(21)的電加熱器(10)和上壓板(I)之間以及下模板體(16)的電加熱器(10)和下滑板(3)之間均安裝有隔熱板(9)。6.根據(jù)權利要求1所述的一種長纖包覆模具，其特征在于:所述上模板組成(11)和下模板組成(12)均設有若干熱電偶。7.根據(jù)權利要求1所述的一種長纖包覆模具，其特征在于:所述下波紋條A(18)、下波紋條B(19)、下波紋條C(20)和上波紋條(22)的表面為圓弧形。8.根據(jù)權利要求1所述的一種長纖包覆模具，其特征在于:所述底座組成(6)的上部開口設有蓋板(5)。
【文檔編號】B29B15/14GK205614908SQ201620352268
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年4月25日
【發(fā)明人】霍慶憲, 陳廣義, 張照奇, 王大勇
【申請人】南京杰恩特機電有限公司