CN110539507A - 一种快速拉挤成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及复合材料成型技术，具体地说，是一种快速拉挤成型工艺，所使用的设备主要包括碳纤维供给装置、树脂浸渍槽、预成型装置、加热成型模口、拉拔装置和切割装置，具体包括纤维供给、纤维导向、树脂浸渍、预成型、拉伸成型、牵引和切割拉挤成型步骤，本发明是对传统拉挤工艺的一个突破，主要表现在在相同原材料条件下生产效率提高5倍以上，生产出的产品强度更高，为拉挤成型玻璃钢产品的推广应用提供了更多选择。

Description

一种快速拉挤成型工艺

技术领域

本发明涉及复合材料成型技术，具体地说，是一种快速拉挤成型工艺。

背景技术

常规拉挤工艺都是在一条模具内通过3区加热使浸润树脂的增强材料固化成模具截面形状的玻璃钢产品，拉挤模具首先起到挤胶作用，把多余的树脂在入模口全部挤掉，这对拉挤成型用的牵引机牵引力要求很高。

在常规拉挤工艺下，加热方式一般都是3段加热，在实际生产中，这3段加热区会相互影响，从而增加了最终产品性能的不稳定。同时，3区加热中热量都是从表面层向内做热传递，树脂是热的不良导体，很难保证最终产品的径向方向都是一样的固化度。本发明通过多条模具加热，每条模具只加热最终产品的一部分原材料，有效提高热传导效率；使得最终产品各部分几乎同时固化。

在常规拉挤工艺下，树脂配方中或多或少都会添加内脱模剂。产品成型后内脱模剂大部分残留在产品内部，这对产品的长期使用是有很大伤害的，在特定产品中还会降低产品的性能；本发明工艺中几乎不使用内脱模剂，或者只在最后一节模具中会用到内脱模剂，这一部分的内脱模剂在产品固化时会全部溢到产品表面，产品内部完全没有内脱模剂。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明披露了一种快速拉挤成型工艺，通过多条模具加热，每条模具只加热最终产品的一部分原材料，有效提高热传导效率，使得最终产品各部分几乎同时固化。

为了实现上述目的，本发明使用的技术方案如下：

一种快速拉挤成型工艺，所使用的设备主要包括碳纤维供给装置、树脂浸渍槽、预成型装置、加热成型模口、拉拔装置和切割装置，具体包括纤维供给、纤维导向、树脂浸渍、预成型、拉伸成型、牵引和切割拉挤成型步骤。

本发明的进一步改进，纤维导向步骤：将置于轴架上的连续碳纤维通过导向和排列装置引出，送至树脂浸渍单元，置于轴架上的连续碳纤维通过导向和排列装置引出,送至树脂浸溃单元，导向装置的设计要求是使碳纤维从轴架到口模保持平直,对所有纤维束施加的力相等，避免因纤维束间张力的变化导致拉挤制品扭曲变形。

本发明的进一步改进，树脂浸渍步骤：首先在树脂浸渍槽中精确地量入热固性树脂和固化剂，将树脂、 固化剂与脱模剂按一定质量比混合，搅拌均匀注入树脂浸渍槽，首先在树脂浸渍槽中精确地量入热固性树脂和固化剂等,将树脂、 固化剂与脱模剂按一定质量比混合,搅拌均匀注入树脂浸渍槽。一般树脂厂家都会给出指导性的配比，其中少量的内脱模剂必不可少，防止在热固成型过程中堵塞模具。在整个浸渍过程中，纤维浸润要完全，不应存在干纤维，干纤维的存在会导致拉挤物产生缺陷，控制碳纤维浸润程度的一个重要工艺参数是树脂体系的粘度，该粘度成为初始粘度，其大小不仅与树脂本身有关，而且与添加剂、温度有关。

本发明的进一步改进，预成型步骤：首先是预热区，作用是为下一区域反应做备；其次是凝胶区，在这个区域中，树脂发生固化交联并产生相变，从粘稠态转变为凝胶态；最后是恒温区，防止温度骤变使得复合材料产生裂纹。

本发明的进一步改进，牵引步骤：使用夹持牵引装置，拉挤物处于夹持牵引装置的夹具中间，夹具靠压缩空气上下启闭，该夹具安装在支撑座上，液压油缸驱动夹持装置作往复运动，牵引装置线速度与模具温度和树脂体系配合。本发明的有益效果：本发明是对传统拉挤工艺的一个突破，主要表现在在相同原材料条件下生产效率提高5倍以上，生产出的产品强度更高，为拉挤成型玻璃钢产品的推广应用提供了更多选择。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

实施例：一种快速拉挤成型技术所使用的设备主要包括碳纤维供给装置、树脂浸渍槽、预成型装置、加热成型模口、拉拔装置，切割装置等，具体包括纤维供给、纤维导向、树脂浸渍、预成型、拉伸成型、牵引和切割拉挤成型步骤。

纤维导向、树脂浸渍：置于轴架上的连续碳纤维通过导向和排列装置引出,送至树脂浸溃单元，导向装置的设计要求是使碳纤维从轴架到口模保持平直，对所有纤维束施加的力相等，避免因纤维束间张力的变化导致拉挤制品扭曲变形。浸渍操作中，首先在树脂浸渍槽中精确地量入热固性树脂和固化剂等,将树脂、 固化剂与脱模剂按一定质量比混合,搅拌均匀注入树脂浸渍槽。一般树脂厂家都会给出指导性的配比，其中少量的内脱模剂必不可少，防止在热固成型过程中堵塞模具。在整个浸渍过程中，纤维浸润要完全，不应存在干纤维，干纤维的存在会导致拉挤物产生缺陷，控制碳纤维浸润程度的一个重要工艺参数是树脂体系的粘度，该粘度成为初始粘度，其大小不仅与树脂本身有关，而且与添加剂、温度有关。

一般来说，拉挤过程分为三个加热区域。首先是预热区，作用是为下一区域反应做备；其次是凝胶区，在这个区域中，树脂发生固化交联并产生相变，从粘稠态转变为凝胶态；最后是恒温区，防止温度骤变使得复合材料产生裂纹。口模区域的温度控制关系到拉挤生产速率和制品的质量。温度控制的关键是使物料固化速率与型材牵引速度一致，同时还要保证加热均匀，物料各处固化速率尽量一致。口模处通常采用板式或筒式接触加热器。

目前的高频预热和高频固化解决了快速固化的问题对于不同类型的树脂，三个区域的温度各不相同，总体来说，其中的规律为依次增大。另一方面，针对不同尺寸的复合材料，三个区域的温度也有所变化，比如尺寸大，较厚的拉挤杆件，固化温度要高于树脂的固化温度，因为温度是从复合材料的表面向内传递，这样才能使得里面的树脂完全固化。在本实施例中，拉挤成型使用夹持牵引装置，该装置有两副内部形状与制件相匹配的家具，拉挤物处于夹具中间，夹具靠压缩空气上下启闭，该夹具安装在支撑座上，液压油缸驱动夹持装置作往复运动，为了不损伤拉挤物的表面，夹具与拉挤物接触常衬以聚氨酯材料。牵引装置所需要的线速度与模具温度和树脂体系配合，以保证模具内部有良好的固化反应。生产不同的产品，应选择不同的牵引速度，因此，要求牵引装置速度可以调节。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种快速拉挤成型工艺，其特征在于，所使用的设备主要包括碳纤维供给装置、树脂浸渍槽、预成型装置、加热成型模口、拉拔装置和切割装置，具体包括纤维供给、纤维导向、树脂浸渍、预成型、拉伸成型、牵引和切割拉挤成型步骤。

2.根据权利要求1所述的快速拉挤成型工艺，其特征在于，所述纤维导向步骤：将置于轴架上的连续碳纤维通过导向和排列装置引出，送至树脂浸渍单元。

3.根据权利要求2所述的快速拉挤成型工艺，其特征在于，所述树脂浸渍步骤：首先在树脂浸渍槽中精确地量入热固性树脂和固化剂，将树脂、 固化剂与脱模剂按一定质量比混合，搅拌均匀注入树脂浸渍槽。

4.根据权利要求3所述的快速拉挤成型工艺，其特征在于，所述预成型步骤：首先是预热区，作用是为下一区域反应做备；其次是凝胶区，在这个区域中，树脂发生固化交联并产生相变，从粘稠态转变为凝胶态；最后是恒温区，防止温度骤变使得复合材料产生裂纹。

5.根据权利要求4所述的快速拉挤成型工艺，其特征在于，所述牵引步骤：使用夹持牵引装置，拉挤物处于夹持牵引装置的夹具中间，夹具靠压缩空气上下启闭，该夹具安装在支撑座上，液压油缸驱动夹持装置作往复运动，牵引装置线速度与模具温度和树脂体系配合。