CN105150404A - 一种碳纤维丝束加工处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种碳纤维丝束加工处理方法。其特征在于：一种碳纤维丝束加工处理方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：将碳纤维原料丝束进行扩展，获得需用宽度的碳纤维带；步骤二：利用涂布机将树脂涂到离型纸上，并将离型纸封装待用；步骤三：对需涂胶碳纤维材料进行处理；步骤四：利用涂有树脂的离型纸将树脂涂于碳纤维上；步骤五：将预浸料后带有树脂的碳纤维封装收卷，待用。本发明的有益效果在于：可以对碳纤维进行整体快速的处理，将大丝束碳纤维丝束展开，并进行编织和涂胶封装处理，对碳纤维丝束损伤小，加工效率高。
Description
技术领域
本发明涉及工业加工设备领域，尤其涉及一种碳纤维丝束加工处理方法。
背景技术
随着航空航天、风电、新型汽车等高科技制造业的发展与成熟，相关的材料应用技术例如碳纤维材料技术也随之取得了长足的进步和广泛的应用。在实际应用中，由于大丝束碳纤维，如48K、60K以至于360K、480K等的价格要比小丝束的便宜很多，大丝束售价只有小丝束的50％-60％，所以更容易为生产者所接受，但是由于大丝束碳纤维存在随着纤维束根数增多而发生纤维的曲折、扭结的现象，且树脂基体不容易浸润到大丝束纤维束内部，单丝间容易产生孔隙，且容易造成纤维相和树脂相的富集与分离等缺陷，同时会随丝束直径增加，在复合材料成型过程中出现纤维屈曲及铺层角度错位的可能性也在增加，从而使复合材料强度、刚度受影响，力学性能降低、分散性大，不能满足结构设计的要求，无法发挥碳纤维增强材料高性能优势，因此突破低成本大丝束碳纤维发挥高性能优势关键技术就是开发大丝束碳纤维展开技术。
另外，碳纤维的使用形式包括碳纤维丝束排布预浸料形式和碳纤维织物形式，但无论是碳纤维预浸料还是碳纤维织物，其织物越薄，单位面积质量越小，其物理性能偏差越小，力学性能越优异。因为越轻薄的碳纤维生产的产品才会更轻薄，并且性能更好，所以即使不是对力学性能要求较高的应用厂家，在对销售前的碳纤维束与织造前的碳纤维束一般都要经过展纤工序。
因此，如何将大丝束碳纤维无损伤的扩展并快速的编织及涂胶封装是目前碳纤维材料交工企业亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种碳纤维丝束加工处理方法。
本发明的技术方案为：一种碳纤维丝束加工处理方法，其特征在于：一种碳纤维丝束加工处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将碳纤维原料丝束进行扩展，获得需用宽度的碳纤维带；
步骤二：利用涂布机将树脂涂到离型纸上，并将离型纸封装待用；
步骤三：对需涂胶碳纤维材料进行处理；
步骤四：利用涂有树脂的离型纸将树脂涂于碳纤维上；
步骤五：将预浸料后带有树脂的碳纤维封装收卷，待用。
所述步骤一包括如下动作：
动作一，将表面无污染无断裂的多锭丝束盘依此安装在开卷装置的卷轴上；
动作二，将丝束分别从丝束盘引出，分别绕过对应的防翻转轴；
动作三，将丝束在对应的辊筒上进行缠绕，并从扩展槽中穿过；
动作四，将丝束绕过中频加热辊及牵引装置；
动作五，将丝束穿过纠偏装置，并接入收卷装置；
动作六，开机运行；
所述步骤二包括如下动作：
动作一，将离型纸卷套设到离型纸管上；
动作二，使离型纸依次穿过导轮、张力检测控制装置、自动纠偏装置、硅胶轮、冷却铝板、下压辊、第四导轮，最后绕在收卷离型纸管上；
动作三，PE膜卷套在PE膜管上，在上压辊和下压辊之间贴到涂上胶的离型纸上；
动作四，制冷机将水制冷，经金属软管和循环泵送入冷却铝板，冷却铝板表面温度维持在一个较低的温度，从而将经过冷却铝板的涂胶后的离型纸冷却，从而便于后续覆PE膜。
进一步，所述步骤三包括如下动作：
动作一，将扩展后的碳纤维纱盘放置到经纱和纬纱的纱架上，将纬纱与经纱引到指定位置；
动作二，开机，箭杆伺服正转带动箭杆向前移动，送纬纱步进电机正转带动送纬装置进行送纬，夹纬紗气缸运动来完成夹紗，箭杆伺服反转带动箭杆向后移动，箭杆机构和送纬机构通过上升气缸同步上升，整个箭杆机构和送纬机构同步向织口方向移动，到位后吊钟气缸驱动吊钟进行上下切换；
动作三，吊钟切换后，利用收卷伺服电机驱动收卷滚转动一条纬纱的距离，切边气缸运动来完成切边并由废料收集装置利用负压作用来完成收集废边料。
进一步，所述步骤四包括如下动作：
动作一，将准备好的碳纤维安装至纱架筒，胶膜安装至上下胶膜放卷架，PE膜安装至PE膜放卷架；
动作二，将纱架筒上的碳纤维穿入齿形梳由牵引辊把碳纤维丝均匀拉引至前机，手动调节速度，经过展纱辊，手动调节展纱辊上下位置，控制张力；
动作三，经过牵引装置将网格状碳纤维布和上下胶膜经过加热热压装置，加热温度为室温～120℃，根据生产型号调节加热辊之间的间隙；
动作四，碳纤维经过加热热压装置后进入冷却板，冷却温度最低为10℃；
动作五，经过冷却得到预浸料，揭开上胶膜的离型纸，同时将PE膜覆在该面上，经过复合压辊，其中上辊温度范围为室温～60℃，下辊为硅胶辊，PE膜放卷速度与预浸料生产速度相一致。
进一步，所述步骤四包括如下动作：
动作一，将准备好的碳纤维安装至纱架筒，胶膜安装至上下胶膜放卷架，PE膜安装至PE膜放卷架；
动作二，将网格状碳纤维布均匀拉引至前机，手动调节速度，经过展纱辊，手动调节展纱辊上下位置，控制张力；
动作三，经过牵引装置将网格状碳纤维布和上下胶膜经过加热热压装置，加热温度为室温～120℃，根据生产型号调节加热辊之间的间隙；
动作四，碳纤维经过加热热压装置后进入冷却板，冷却温度最低为10℃；
动作五，经过冷却得到预浸料，揭开上胶膜的离型纸，同时将PE膜覆在该面上，经过复合压辊，其中上辊温度范围为室温～60℃，下辊为硅胶辊，PE膜放卷速度与预浸料生产速度相一致。
进一步，所述步骤一将碳纤维原料丝束进行扩展采用的超声扩展方法，所使用的超声频率为30MHz-300MHz，槽内溶液温度为45℃-55℃。
本发明的有益效果在于：可以对碳纤维进行整体快速的处理，将大丝束碳纤维丝束展开，并进行编织和涂胶封装处理，对碳纤维丝束损伤小，加工效率高。
具体实施方式
实施例一
一种碳纤维丝束加工处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将碳纤维原料丝束进行扩展，获得需用宽度的碳纤维带；
步骤二：利用涂布机将树脂涂到离型纸上，并将离型纸封装待用；
步骤三：利用预浸料设备将碳纤维带按所需宽度排布并展平；
步骤四：利用涂有树脂的离型纸将树脂涂于碳纤维带上；
步骤五：将预浸料后带有树脂的碳纤维带封装收卷，待用。
所述步骤一包括如下动作：
动作一，将表面无污染无断裂的多锭丝束盘依此安装在开卷装置的卷轴上；
动作二，将丝束分别从丝束盘引出，分别绕过对应的防翻转轴；
动作三，将丝束在对应的辊筒上进行缠绕，并从扩展槽中穿过；
动作四，将丝束绕过中频加热辊及牵引装置；
动作五，将丝束穿过纠偏装置，并接入收卷装置；
动作六，开机运行；
所述步骤二包括如下动作：
动作一，将离型纸卷套设到离型纸管上；
动作二，使离型纸依次穿过导轮、张力检测控制装置、自动纠偏装置、硅胶轮、冷却铝板、下压辊、第四导轮，最后绕在收卷离型纸管上；
动作三，PE膜卷套在PE膜管上，在上压辊和下压辊之间贴到涂上胶的离型纸上；
动作四，制冷机将水制冷，经金属软管和循环泵送入冷却铝板，冷却铝板表面温度维持在一个较低的温度，从而将经过冷却铝板的涂胶后的离型纸冷却，从而便于后续覆PE膜。
所述步骤四包括如下动作：
动作一，将准备好的碳纤维安装至纱架筒，胶膜安装至上下胶膜放卷架，PE膜安装至PE膜放卷架；
动作二，将纱架筒上的碳纤维穿入齿形梳由牵引辊把碳纤维丝均匀拉引至前机，手动调节速度，经过展纱辊，手动调节展纱辊上下位置，控制张力；
动作三，经过牵引装置将网格状碳纤维布和上下胶膜经过加热热压装置，加热温度为室温～120℃，根据生产型号调节加热辊之间的间隙；
动作四，碳纤维经过加热热压装置后进入冷却板，冷却温度最低为10℃；
动作五，经过冷却得到预浸料，揭开上胶膜的离型纸，同时将PE膜覆在该面上，经过复合压辊，其中上辊温度范围为室温～60℃，下辊为硅胶辊，PE膜放卷速度与预浸料生产速度相一致；
实施例二
一种碳纤维丝束加工处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将碳纤维原料丝束进行扩展，获得需用宽度的碳纤维带；
步骤二：利用涂布机将树脂涂到离型纸上，并将离型纸封装待用；
步骤三，利用碳纤维编织机将扩展后的碳纤维带编织成网格状碳纤维布，利用预浸料设备将网格状碳纤维布展平；
步骤四：利用涂有树脂的离型纸将树脂涂于网格状碳纤维布上；
步骤五：将预浸料后带有树脂的网格状碳纤维布封装收卷，待用。
所述步骤一包括如下动作：
动作一，将表面无污染无断裂的多锭丝束盘依此安装在开卷装置的卷轴上；
动作二，将丝束分别从丝束盘引出，分别绕过对应的防翻转轴；
动作三，将丝束在对应的辊筒上进行缠绕，并从扩展槽中穿过；
动作四，将丝束绕过中频加热辊及牵引装置；
动作五，将丝束穿过纠偏装置，并接入收卷装置；
动作六，开机运行；
所述步骤二包括如下动作：
动作一，将离型纸卷套设到离型纸管上；
动作二，使离型纸依次穿过导轮、张力检测控制装置、自动纠偏装置、硅胶轮、冷却铝板、下压辊、第四导轮，最后绕在收卷离型纸管上；
动作三，PE膜卷套在PE膜管上，在上压辊和下压辊之间贴到涂上胶的离型纸上；
动作四，制冷机将水制冷，经金属软管和循环泵送入冷却铝板，冷却铝板表面温度维持在一个较低的温度，从而将经过冷却铝板的涂胶后的离型纸冷却，从而便于后续覆PE膜。
所述步骤三包括如下动作：
动作一，将扩展后的碳纤维纱盘放置到经纱和纬纱的纱架上，将纬纱与经纱引到指定位置；
动作二，开机，箭杆伺服正转带动箭杆向前移动，送纬纱步进电机正转带动送纬装置进行送纬，夹纬紗气缸运动来完成夹紗，箭杆伺服反转带动箭杆向后移动，箭杆机构和送纬机构通过上升气缸同步上升，整个箭杆机构和送纬机构同步向织口方向移动，到位后吊钟气缸驱动吊钟进行上下切换；
动作三，吊钟切换后，利用收卷伺服电机驱动收卷滚转动一条纬纱的距离，切边气缸运动来完成切边并由废料收集装置利用负压作用来完成收集废边料。
所述步骤四包括如下动作：
动作一，将准备好的碳纤维安装至纱架筒，胶膜安装至上下胶膜放卷架，PE膜安装至PE膜放卷架；
动作二，将网格状碳纤维布均匀拉引至前机，手动调节速度，经过展纱辊，手动调节展纱辊上下位置，控制张力；
动作三，经过牵引装置将网格状碳纤维布和上下胶膜经过加热热压装置，加热温度为室温～120℃，根据生产型号调节加热辊之间的间隙；
动作四，碳纤维经过加热热压装置后进入冷却板，冷却温度最低为10℃；
动作五，经过冷却得到预浸料，揭开上胶膜的离型纸，同时将PE膜覆在该面上，经过复合压辊，其中上辊温度范围为室温～60℃，下辊为硅胶辊，PE膜放卷速度与预浸料生产速度相一致。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (5)
1.一种碳纤维丝束加工处理方法，其特征在于：一种碳纤维丝束加工处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将碳纤维原料丝束进行扩展，获得需用宽度的碳纤维带；
步骤二：利用涂布机将树脂涂到离型纸上，并将离型纸封装待用；
步骤三：对需涂胶碳纤维材料进行处理；
步骤四：利用涂有树脂的离型纸将树脂涂于碳纤维上；
步骤五：将预浸料后带有树脂的碳纤维封装收卷，待用；
所述步骤一包括如下动作：
动作一，将表面无污染无断裂的多锭丝束盘依此安装在开卷装置的卷轴上；
动作二，将丝束分别从丝束盘引出，分别绕过对应的防翻转轴；
动作三，将丝束在对应的辊筒上进行缠绕，并从扩展槽中穿过；
动作四，将丝束绕过中频加热辊及牵引装置；
动作五，将丝束穿过纠偏装置，并接入收卷装置；
动作六，开机运行；
所述步骤二包括如下动作：
动作一，将离型纸卷套设到离型纸管上；
动作二，使离型纸依次穿过导轮、张力检测控制装置、自动纠偏装置、硅胶轮、冷却铝板、下压辊、第四导轮，最后绕在收卷离型纸管上；
动作三，PE膜卷套在PE膜管上，在上压辊和下压辊之间贴到涂上胶的离型纸上；
动作四，制冷机将水制冷，经金属软管和循环泵送入冷却铝板，冷却铝板表面温度维持在一个较低的温度，从而将经过冷却铝板的涂胶后的离型纸冷却，从而便于后续覆PE膜。
2.根据权利要求1所述一种碳纤维丝束加工处理方法，其特征在于：所述步骤三包括如下动作：
动作一，将扩展后的碳纤维纱盘放置到经纱和纬纱的纱架上，将纬纱与经纱引到指定位置；
动作二，开机，箭杆伺服正转带动箭杆向前移动，送纬纱步进电机正转带动送纬装置进行送纬，夹纬紗气缸运动来完成夹紗，箭杆伺服反转带动箭杆向后移动，箭杆机构和送纬机构通过上升气缸同步上升，整个箭杆机构和送纬机构同步向织口方向移动，到位后吊钟气缸驱动吊钟进行上下切换；
动作三，吊钟切换后，利用收卷伺服电机驱动收卷滚转动一条纬纱的距离，切边气缸运动来完成切边并由废料收集装置利用负压作用来完成收集废边料。
3.根据权利要求1所述一种碳纤维丝束加工处理方法，其特征在于：所述步骤四包括如下动作：
动作一，将准备好的碳纤维安装至纱架筒，胶膜安装至上下胶膜放卷架，PE膜安装至PE膜放卷架；
动作二，将纱架筒上的碳纤维穿入齿形梳由牵引辊把碳纤维丝均匀拉引至前机，手动调节速度，经过展纱辊，手动调节展纱辊上下位置，控制张力；
动作三，经过牵引装置将网格状碳纤维布和上下胶膜经过加热热压装置，加热温度为室温～120℃，根据生产型号调节加热辊之间的间隙；
动作四，碳纤维经过加热热压装置后进入冷却板，冷却温度最低为10℃；
动作五，经过冷却得到预浸料，揭开上胶膜的离型纸，同时将PE膜覆在该面上，经过复合压辊，其中上辊温度范围为室温～60℃，下辊为硅胶辊，PE膜放卷速度与预浸料生产速度相一致。
4.根据权利要求1所述一种碳纤维丝束加工处理方法，其特征在于：，所述步骤四包括如下动作：
动作一，将准备好的碳纤维安装至纱架筒，胶膜安装至上下胶膜放卷架，PE膜安装至PE膜放卷架；
动作二，将网格状碳纤维布均匀拉引至前机，手动调节速度，经过展纱辊，手动调节展纱辊上下位置，控制张力；
动作三，经过牵引装置将网格状碳纤维布和上下胶膜经过加热热压装置，加热温度为室温～120℃，根据生产型号调节加热辊之间的间隙；
动作四，碳纤维经过加热热压装置后进入冷却板，冷却温度最低为10℃；
动作五，经过冷却得到预浸料，揭开上胶膜的离型纸，同时将PE膜覆在该面上，经过复合压辊，其中上辊温度范围为室温～60℃，下辊为硅胶辊，PE膜放卷速度与预浸料生产速度相一致。
5.根据权利要求1所述一种碳纤维丝束加工处理方法，其特征在于：所述步骤一将碳纤维原料丝束进行扩展采用的超声扩展方法，所使用的超声频率为30MHz-300MHz，槽内溶液温度为45℃-55℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| TR01 | Transfer of patent right |