CN109676824B - 一种热塑性复合材料成型装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热塑性复合材料成型装置，包括设于浸渍腔体内的浸渍模组，所述浸渍模组依次包括用于使纤维束呈横向平面运动的前浸渍辊组、用于使纤维束呈竖向平面运动的中浸渍辊组和用于使纤维束呈横向平面运动的后浸渍辊组。本发明能使纤维束平面在浸渍过程中实现往复的旋转运动，并使单丝纤维之间产生相对运动，从而达到对纤维束的有效浸渍。
Description
技术领域
本发明涉及热塑性复合材料技术领域，具体地说涉及一种热塑性复合材料成型装置。
背景技术
热塑性树脂基复合材料是以热塑性树脂为基体的纤维增强材料，主要有长纤维增强粒料和连续纤维增强预浸带及短纤维增强热塑性树脂。它与普通的短纤维增强热塑性树脂相比，具有更加突出的机械性能、耐热性能、抗翘曲性能、尺寸稳定性等，因而可制造出机械性能卓越的产品，如汽车零部件、电子器件、化工部件等。
热塑性复合材料产品质量的好坏，其较为重要的一个环节是纤维的浸渍，纤维浸渍效果与浸渍过程中纤维束厚度和单丝分散均匀度、树脂熔体粘度、纤维束牵引张力、浸渍时间等众多因素相关。提高熔体压力、降低熔体黏度、减小纤维束厚度，将提高纤维的浸渍效果。
目前纤维的浸渍一般都是将纤维通过设置有浸渍辊的浸渍腔体来实现，如中国专利公告号为CN105538538A的现有技术在2016年5月4日公开的一种长纤维束熔融浸渍系统，该技术通过在浸渍过程中减小长纤维束的厚度和加大长纤维束单丝分散的均匀度来实现有效浸润的目的。但该类技术在纤维束浸渍过程中，纤维束平面不会发生任何旋转，单丝纤维之间也不会产生相对运动，纤维的运动状态单一化，致使其浸渍效果仍然较差。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种热塑性复合材料成型装置，本发明能使纤维束平面在浸渍过程中实现往复的旋转运动，并使单丝纤维之间产生相对运动，从而达到对纤维束的有效浸渍。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种热塑性复合材料成型装置，其特征在于：包括设于浸渍腔体内的浸渍模组，所述浸渍模组依次包括用于使纤维束呈横向平面运动的前浸渍辊组、用于使纤维束呈竖向平面运动的中浸渍辊组和用于使纤维束呈横向平面运动的后浸渍辊组。
所述前浸渍辊组和后浸渍辊组均包括两根横向对称布置的横向浸渍辊，所述中浸渍辊组包括两根竖向对称布置的垂直浸渍辊，且两根横向浸渍辊之间的纤维通过间隙与两根垂直浸渍辊之间的纤维通过间隙在同一正视投影面内呈十字形。
所述前浸渍辊组由两根垂直浸渍辊以中浸渍辊组为基准顺时针旋转而成，所述后浸渍辊组由两根垂直浸渍辊以中浸渍辊组为基准逆时针旋转而成。
所述前浸渍辊组和后浸渍辊组的旋转角度均为75—85度。
所述横向浸渍辊和垂直浸渍辊均为圆形辊。
所述中浸渍辊组的数量为2—10组，所述浸渍辊组均匀设置在前浸渍辊组和后浸渍辊组之间。
采用本发明的优点在于：
1、本发明在浸渍腔体内设置了均用于使纤维束呈横向平面运动的前浸渍辊组和后浸渍辊组，以及用于使纤维束呈竖向平面运动的中浸渍辊组。由于中浸渍辊组设置在前浸渍辊组和后浸渍辊组之间，因此在浸渍过程中，实现了纤维束平面的旋转运动，在旋转过程中纤维束中的单丝纤维之必然间产生相对运动，致使树脂基体随之而动，进而实现纤维束的有效浸渍。另外，由于纤维束经过前浸渍辊组、中浸渍辊组和后浸渍辊组时的平面状态都不同，相当于使得纤维平面多次错位滑移，因此实现了纤维束多次不同状态的浸渍，大大提高树脂基体的浸渍效果。
2、本发明中的前浸渍辊组、中浸渍辊组和后浸渍辊组在浸渍过程中将对树脂基体产生不同方向的剪切作用，等同于树脂基体从不同方向对纤维束进行浸渍，大大提高浸渍效果，同时还有其它不可预见的良好浸渍效果。
3、本发明在纤维束经过前浸渍辊组表面实现第一次浸渍后，由于前后浸渍辊组之间的纤维通过间隙与中浸渍辊组之间的纤维通过间隙在同一正视投影面内呈十字形，将促使纤维束平面以顺时针方向向中浸渍辊组旋转；在旋转的过程中纤维束中的单丝纤维之间产生相对运动，致使树脂基体随之而动，进而实现纤维束的第二次浸渍。
4、本发明中的前浸渍辊组和后浸渍辊组分别由垂直浸渍辊以顺时针和逆时针旋转75—85度而成，该结构有利于纤维束平面在浸渍过程中实现往复的旋转运动，避免了纤维束出现180°旋转的现象。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中浸渍模组的立体结构示意图；
图中标记为：1、前浸渍辊组，2、中浸渍辊组，3、后浸渍辊组，4、纤维束，5、浸渍腔体。
具体实施方式
本发明公开了一种热塑性复合材料成型装置，包括设于浸渍腔体5内的浸渍模组，所述浸渍模组依次包括用于使纤维束4呈横向平面运动的前浸渍辊组1、用于使纤维束4呈竖向平面运动的中浸渍辊组2和用于使纤维束4呈横向平面运动的后浸渍辊组3。
本发明中，所述前浸渍辊组1和后浸渍辊组3均包括两根横向对称布置的横向浸渍辊，两根横向浸渍辊之间有纤维通过间隙；所述中浸渍辊组2包括两根竖向对称布置的垂直浸渍辊，两根竖向垂直浸渍辊之间同样有纤维通过间隙；所述横向浸渍辊和垂直浸渍辊均为圆形辊,且两根横向浸渍辊之间的纤维通过间隙与两根垂直浸渍辊之间的纤维通过间隙在同一正视投影面内呈十字形。
进一步的，所述前浸渍辊组1和后浸渍辊组3均有一定程度的倾斜，具体的，所述前浸渍辊组1由两根垂直浸渍辊以中浸渍辊组2为基准顺时针旋转75—85度而成，优选倾斜80度而成；所述后浸渍辊组3由两根垂直浸渍辊以中浸渍辊组2为基准逆时针旋转75—85度而成，优选倾斜80度而成。
本发明中，所述中浸渍辊组2的数量为2—10组，优选为3—6组，所述浸渍辊组均匀设置在前浸渍辊组1和后浸渍辊组3之间。
本发明的工作原理为：
纤维束4进入浸渍腔体5后，在前浸渍辊组1呈现横向平面状态，之后，纤维束4向中浸渍辊组2运动，由于中浸渍辊组2的纤维通过间隙与前浸渍辊组1的纤维通过间隙呈十字状态，因此将促使纤维束4的横向平面以顺时针方向旋转成竖向平面通过中浸渍辊组2。又由于后浸渍辊组3的纤维通过间隙与中浸渍辊组2的纤维通过间隙也呈十字状态，因此又将促使纤维束4的竖向平面以逆时针方向旋转成横向平面通过后浸渍辊组3。在这样的旋转过程中，纤维束4的单丝纤维之间产生相对运动，致使树脂基体随之而动，从而实现纤维束4的有效充分浸渍。并且，每次旋转后，纤维束4的平面状态都不同，实现了纤维束4多次不同状态的浸渍，大大提高了树脂基体的浸渍效果。
Claims (5)
1.一种热塑性复合材料成型装置，其特征在于：包括设于浸渍腔体（5）内的浸渍模组，所述浸渍模组依次包括用于使纤维束（4）呈横向平面运动的前浸渍辊组（1）、用于使纤维束（4）呈竖向平面运动的中浸渍辊组（2）和用于使纤维束（4）呈横向平面运动的后浸渍辊组（3）；
所述前浸渍辊组（1）和后浸渍辊组（3）均包括两根横向对称布置的横向浸渍辊，所述中浸渍辊组（2）包括两根竖向对称布置的垂直浸渍辊，且两根横向浸渍辊之间的纤维通过间隙与两根垂直浸渍辊之间的纤维通过间隙在同一正视投影面内呈十字形；
纤维束（4）进入浸渍腔体（5）后，在前浸渍辊组（1）呈现横向平面状态，之后，纤维束（4）向中浸渍辊组（2）运动，中浸渍辊组（2）促使纤维束（4）的横向平面以顺时针方向旋转成竖向平面通过中浸渍辊组（2），又由后浸渍辊组（3）促使纤维束（4）的竖向平面以逆时针方向旋转成横向平面通过后浸渍辊组（3）；在旋转过程中，纤维束（4）的单丝纤维之间产生相对运动，致使树脂基体随之而动，实现纤维束（4）的有效充分浸渍。
2.如权利要求1所述的一种热塑性复合材料成型装置，其特征在于：所述前浸渍辊组（1）由两根垂直浸渍辊以中浸渍辊组（2）为基准顺时针旋转而成，所述后浸渍辊组（3）由两根垂直浸渍辊以中浸渍辊组（2）为基准逆时针旋转而成。
3.如权利要求2所述的一种热塑性复合材料成型装置，其特征在于：所述前浸渍辊组（1）和后浸渍辊组（3）的旋转角度均为75—85度。
4.如权利要求1所述的一种热塑性复合材料成型装置，其特征在于：所述横向浸渍辊和垂直浸渍辊均为圆形辊。
5.如权利要求1所述的一种热塑性复合材料成型装置，其特征在于：所述中浸渍辊组（2）的数量为2—10组，所述浸渍辊组均匀设置在前浸渍辊组（1）和后浸渍辊组（3）之间。
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