CN110884166A - 纤维增强热塑管道、制造系统及其方法 - Google Patents
纤维增强热塑管道、制造系统及其方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110884166A CN110884166A CN201910936429.4A CN201910936429A CN110884166A CN 110884166 A CN110884166 A CN 110884166A CN 201910936429 A CN201910936429 A CN 201910936429A CN 110884166 A CN110884166 A CN 110884166A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fiber
- thermoplastic resin
- reinforced thermoplastic
- core mold
- fiber reinforced
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 982
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 title claims abstract description 208
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 title claims abstract description 208
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 claims abstract description 326
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 164
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 147
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 94
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 104
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 59
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 41
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 41
- 239000012943 hotmelt Substances 0.000 claims description 34
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 9
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 9
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 9
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 6
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 5
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 5
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 5
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 claims description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims description 3
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 39
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 9
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 9
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 9
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 2
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 1
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000000805 composite resin Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
- B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/02—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated heating or cooling means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
- B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
- B29C35/16—Cooling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B1/00—Layered products having a general shape other than plane
- B32B1/08—Tubular products
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/12—Layered products comprising a layer of synthetic resin next to a fibrous or filamentary layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
- B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
- B32B9/04—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
- B32B9/045—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2023/00—Tubular articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
- B32B2260/02—Composition of the impregnated, bonded or embedded layer
- B32B2260/021—Fibrous or filamentary layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
- B32B2260/04—Impregnation, embedding, or binder material
- B32B2260/046—Synthetic resin
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
- B32B2262/0261—Polyamide fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
- B32B2262/0276—Polyester fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/06—Vegetal fibres
- B32B2262/062—Cellulose fibres, e.g. cotton
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/10—Inorganic fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/10—Inorganic fibres
- B32B2262/101—Glass fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/10—Inorganic fibres
- B32B2262/106—Carbon fibres, e.g. graphite fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2597/00—Tubular articles, e.g. hoses, pipes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
本发明涉及一种纤维增强管道、制造系统及其方法,其壁体由内向外依次包括:内热塑树脂层、增强层和外热塑树脂层,其包括预热单元、缠绕单元、加热单元、冷却单元,其经过预热、缠绕、加热、冷却几个步骤后,固化成型。热塑树脂和纤维的混合更加均匀,使纤维增强热塑管道产品一致性高,力学性能优异的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种管道、管道的制造系统及其方法,尤其是一种纤维增强热塑管道、制造系统及其方法。
背景技术
纤维增强热塑管道是纤维和热塑树脂复合的新型管道,纤维增强热塑管材密度小,强度高,机械性能优秀,在拉伸强度、弯曲强度、模量、耐候性等方面的指标均很良好。此外,热塑材料主要为线性高分子材料,基材无毒,制成成品后经过破碎熔融,即可二次回收利用,在环保、机械加工方面相较热固树脂具有很大的优势,但是热塑性树脂熔融状态下粘度大,与纤维尤其是玻璃纤维的融合度不足,所以,直接以纤维尤其是玻璃纤维绕制管道产品会有热塑树脂浸润和分散不充分的缺陷。另外,大量的试验发现,采用热塑树脂作基材的纤维尤其是玻璃纤维热塑树脂复合材料以缠绕工艺制造管道过程中,因热熔和冷却处理失当的原因,会导致纤维增强热塑管道产品熔融不彻底,内部微观粘连有空隙,冷却成型时局部收缩不一致,从而出现管道产品径面变形,管道产品壁体的纤维尤其是玻璃纤维有外向内“塌陷”,即纤维未按缠绕的原始形态分布在管道壁体中,发生局部的松弛,从而使管道产品的刚度和其它力学性能降低,因此,市场亟需一种能够使纤维增强热塑管道中纤维维持缠绕初始状态而不变形、松弛的管道技术。
发明内容
鉴于上述状况,有必要提供一种可以使纤维增强热塑管道中纤维维持缠绕初始状态而不变形、松弛的纤维增强热塑管道、制造系统及其方法。
一种纤维增强热塑管道,其壁体由内向外依次包括:内热塑树脂层、增强层和外热塑树脂层;
内热塑树脂层和外热塑树脂层,为热塑树脂材料构成筒状层的层体;
增强层,为沿纤维增强热塑管道径向/轴向/非径向非轴向设置的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布构成。
优选的,内树脂层和外热塑树脂层之间,根据需要,还由内向外还依次交替设置有一层增强层、一层中热塑树脂层、一层增强层,中热塑树脂层为热塑树脂材料构成筒状层的层体。
优选的,内树脂层和外热塑树脂层之间,根据需要或/还设置有若干增强层、若干中热塑树脂层,若干增强层、若干中热塑树脂层由内向外还依次构成一层增强层、一层中热塑树脂层……一层增强层、一层中热塑树脂层、一层增强层的结构。
优选的,增强层,为沿纤维增强热塑管道径向/轴向/非径向非轴向设置的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布构成的筒状层体。
优选的,任意距离最近的两增强层的纤维丝/纤维束的设置方向不同,任意距离最近的两增强层的纤维网/纤维布的设置方向不同或相同。
优选的,纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布,其中的纤维为玻璃纤维/碳纤维/玄武岩纤维/涤纶纤维/锦纶纤维/棉丝/芳纶纤维。
一种纤维增强热塑管道制造系统,包括:布线单元、预热单元、缠绕单元、加热单元、冷却单元;
布线单元将预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布分为若干根/束/块/条/片导向缠绕单元并缠绕在芯模上。
预热单元,对预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布进行预先加热,使预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布软化;
缠绕单元,包括动力装置和芯模,动力装置和芯模活动连接,动力装置使芯模自转,将预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在芯模上形成热熔状态的纤维增强热塑管道;
加热单元,对预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布进行预先加热,使预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布中的热塑树脂熔融;
冷却单元,对热熔状态的纤维增强热塑管道进行冷却;
预热单元与缠绕单元分开设置或固定连接,加热单元与缠绕单元分开设置或固定连接,冷却单元与缠绕单元分开设置或固定连接;
预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布经过预热单元经过预热单元预热软化,然后缠绕在缠绕单元的芯模上,并经加热单元加热,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后经冷却单元冷却成型。
优选的,预热单元还包括活动装置,活动装置使整个布线单元沿固定轨迹活动。
优选的,布线单元包括分线装置和张力控制装置,分线装置将预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布分为若干根/束/块/条/片;张力控制装置使预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布在芯模上缠绕过程中从芯模到张力控制装置之间的预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布拉伸力保持在50~100N。
优选的,缠绕单元还包括固定台架,固定台架为安装动力装置、芯模的固定支撑装置。
优选的,动力装置固定设置在固定台架上,芯模活动设置在固定台架上。
优选的,预热单元包括活动装置,活动装置使整个预热单元沿固定轨迹活动。
优选的,芯模具有芯模第一端部和芯模第二端部。
优选的,芯模沿芯模轴心自转。
优选的,加热单元包括:内加热装置和/或外加热装置。
优选的,内加热装置设置在芯模内。
优选的,内加热装置与芯模分开设置或固定连接。
优选的,外加热装置设置在芯模外。
优选的,外加热装置与芯模分开设置。
优选的,冷却单元包括:内冷却装置和/或外冷却装置。
优选的,内冷却装置设置在芯模内。
优选的,内冷却装置与芯模分开设置或固定连接。
优选的,外冷却装置设置在芯模外,外冷却装置活动设置或者固定设置。
优选的,张力控制装置可使从芯模到张力控制装置之间的这段预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布拉伸力保持在10~100N之间任意拉伸力数值保持恒定并进行设置。
优选的,预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布经过预热单元预热软化,再经过布线单元的张力控制装置,再经过分线装置分线,再经过缠绕单元缠绕到芯模上,再经过加热单元加热熔融,再经过冷却单元冷却成型。
一种纤维增强热塑管道制造方法,其包括如下步骤:
S10、预热,对预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布进行加热,使预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布软化;
S20、缠绕,将预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在芯模上
S30、加热,将缠绕在芯模上的预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕加热并熔融;
S40、冷却,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,对热熔状态的纤维增强热塑管道进行冷却,直至固化成型。
待纤维增强热塑管道产品成型固化后进行脱模,使芯模从纤维增强热塑管道从中脱离。
优选的,在步骤S10前,进行步骤S11,预浸润,预热前,将纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布浸润用具有亲和热塑树脂的浸润剂进行浸润。
优选的,在步骤S10前,进行步骤S12,预浸渍,将浸润亲和热塑树脂的浸润剂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布浸渍热塑性树脂。
优选的,在步骤S10前,进行步骤,S121,预浸渍热塑性树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布中的热塑性树脂比重达到40~70%。
优选的,在步骤S10前,进行步骤S122,预浸渍热塑性树脂的纤维丝/纤维束中纤维平行分布。
优选的,在步骤S10前,进行步骤S1221,预浸渍热塑性树脂的纤维丝/纤维束中纤维成若干纤维捻,若干纤维捻平行分布。
优选的,在步骤S10前,或进行步骤S1222,预浸渍热塑性树脂的纤维丝/纤维束中纤维成编织成若干纤维编织条,若干纤维编织条平行分布。
优选的,在步骤S10前,或进行步骤S1223,预浸渍热塑性树脂的纤维网/纤维布中纤维成网状分布。
优选的,在步骤S10前,进行步骤S1231,预浸渍热塑性树脂的纤维网/纤维布中纤维成若干纤维捻,若干纤维捻成网状分布。
优选的,在步骤S10前,进行步骤S1232,预浸渍热塑性树脂的纤维网/纤维布中纤维编织成若干纤维编织条,若干纤维编织条成网状分布。
优选的,在进行步骤S20时,进行步骤S21,预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在芯模上的厚度大于0.4mm。
优选的,在进行步骤S20时,进行步骤S22,预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在芯模上的长度为1000~20000mm。
优选的,在进行步骤S30前,进行步骤S31、内加热,预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在芯模之前,启动内加热装置,使芯模温度达到180~260℃。
优选的,在进行步骤S30时,进行步骤S32,外加热,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在芯模上后,启动外加热装置,使缠绕在芯模上的预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布外表面温度达到180~260℃。
优选的,进行步骤S40时,进行步骤S41,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,启动内冷却装置,对芯模进行冷却,使芯模温度降到40~80℃。
优选的,进行步骤S40时,进行步骤S42,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,启动外冷却装置,对纤维增强热塑管道外壁进行冷却,使纤维增强热塑管道外壁温度降到20~60℃。
优选的,进行步骤S40时,进行步骤S43,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,同时启动内冷却装置和外冷却装置,同时对芯模和纤维增强热塑管道外壁进行冷却,使纤维增强热塑管道外壁温度降到20~60℃。
优选的,进行步骤S40时,或进行步骤S44,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,先启动内冷却装置,对芯模进行冷却,使芯模温度降到40~80℃,再启动外冷却装置,对纤维增强热塑管道外壁进行冷却,使纤维增强热塑管道外壁温度降到20~60℃。
优选的,进行步骤S40时,或进行步骤S45,或待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,先启动外冷却装置,对纤维增强热塑管道外壁进行冷却,使纤维增强热塑管道外壁温度降到20~60℃,再启动内冷却装置,对芯模进行冷却,使芯模温度降到40~80℃。
上述纤维增强热塑管道通过预热,缠绕,使用内部加热和外部加热熔融,使预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布充分熔融,并析出多余的热塑树脂,采用内部冷却和外部冷却结合的方式,使纤维增强热塑管道内部的纤维能保持原始缠绕分布状态不变形或“塌陷”,使热塑树脂和纤维的混合更加均匀,使纤维增强热塑管道产品一致性高,力学性能优秀。
附图说明
图1是本发明纤维增强热塑管道横截面结构示意图。
图2是本发明纤维增强热塑管道横截面结构示意图。
图3是本发明纤维增强热塑管道横截面结构示意图。
图4是本发明纤维增强热塑管道横截面结构示意图。
图5是本发明纤维增强热塑管道制造系统示意图。
图6是本发明纤维增强热塑管道制造系统示意图。
图7是本发明纤维增强热塑管道制造方法流程示意图。
其中:内热塑树脂层110、增强层120、外热塑树脂层130、中热塑树脂层140;
预热单元210、活动装置211;
缠绕单元220、固定台架221、芯模222、芯模第一端部223、芯模第二端部224、动力装置225;
加热单元230、外加热装置231;
冷却单元240、内冷却装置241、外冷却装置242、外冷却装置主体243、冷却剂喷出装置244、冷却剂回流装置245;
布线单元250;
预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布260。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明,请参见全部附图。
一种纤维增强热塑管道,其壁体由内向外依次包括:内热塑树脂层、增强层和外热塑树脂层;
内热塑树脂层和外热塑树脂层,为热塑树脂材料构成筒状层的层体;
增强层,为沿纤维增强热塑管道径向/轴向/非径向非轴向设置的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布构成。
优选的,内树脂层和外热塑树脂层之间,根据需要,还由内向外还依次交替设置有一层增强层、一层中热塑树脂层、一层增强层,中热塑树脂层为热塑树脂材料构成筒状层的层体。
优选的,内树脂层和外热塑树脂层之间,根据需要或/还设置有若干增强层、若干中热塑树脂层,若干增强层、若干中热塑树脂层由内向外还依次构成一层增强层、一层中热塑树脂层……一层增强层、一层中热塑树脂层、一层增强层的结构。
优选的,增强层,为沿纤维增强热塑管道径向/轴向/非径向非轴向设置的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布构成的筒状层体。
优选的,任意距离最近的两增强层的纤维丝/纤维束的设置方向不同,任意距离最近的两增强层的纤维网/纤维布的设置方向不同或相同。
优选的,纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布,其中的纤维为玻璃纤维/碳纤维/玄武岩纤维/涤纶纤维/锦纶纤维/棉丝/芳纶纤维。
一种纤维增强热塑管道制造系统,包括:布线单元、预热单元、缠绕单元、加热单元、冷却单元;
布线单元将预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布分为若干根/束/块/条/片导向缠绕单元并缠绕在芯模上。
预热单元,对预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布进行预先加热,使预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布软化;
缠绕单元,包括动力装置和芯模,动力装置和芯模活动连接,动力装置使芯模自转,将预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在芯模上形成热熔状态的纤维增强热塑管道;
加热单元,对预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布进行预先加热,使预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布中的热塑树脂熔融;
冷却单元,对热熔状态的纤维增强热塑管道进行冷却;
预热单元与缠绕单元分开设置或固定连接,加热单元与缠绕单元分开设置或固定连接,冷却单元与缠绕单元分开设置或固定连接;
预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布经过预热单元经过预热单元预热软化,然后缠绕在缠绕单元的芯模上,并经加热单元加热,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后经冷却单元冷却成型。
优选的,布线单元包括分线装置和张力控制装置,分线装置将预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布分为若干根/束/块/条/片;张力控制装置使预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布在芯模上缠绕过程中从芯模到张力控制装置之间的预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布拉伸力保持在50~100N。
优选的,预热单元还包括活动装置,活动装置使整个布线单元沿固定轨迹活动。
优选的,缠绕单元还包括固定台架,固定台架为安装动力装置、芯的固定支撑装置。
优选的,动力装置固定设置在固定台架上,芯模活动设置在固定台架上。
优选的,预热单元包括活动装置,活动装置使整个预热单元沿固定轨迹活动。
优选的,芯模具有芯模第一端部和芯模第二端部。
优选的,加热单元包括:内加热装置和/或外加热装置。
优选的,内加热装置设置在芯模内。
优选的,内加热装置与芯模分开设置或固定连接。
优选的,外加热装置设置在芯模外。
优选的,外加热装置与芯模分开设置。
优选的,冷却单元包括:内冷却装置和/或外冷却装置。
优选的,内冷却装置设置在芯模内。
优选的,内冷却装置与芯模分开设置或固定连接。
优选的,外冷却装置设置在芯模外,外冷却装置活动设置或者固定设置。
优选的,张力控制装置可使从芯模到张力控制装置之间的这段预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布拉伸力保持在10~100N之间任意拉伸力数值保持恒定并进行设置。
优选的,预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布经过预热单元预热软化,再经过布线单元的张力控制装置,再经过分线装置分线,再经过缠绕单元缠绕到芯模上,再经过加热单元加热熔融,再经过冷却单元冷却成型。
一种纤维增强热塑管道制造方法,其包括如下步骤:
S10、预热,对预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布进行加热,使预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布软化;
S20、缠绕,将预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在芯模上
S30、加热,将缠绕在芯模上的预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕加热并熔融;
S40、冷却,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,对热熔状态的纤维增强热塑管道进行冷却,直至固化成型。
待纤维增强热塑管道产品成型固化后进行脱模,使芯模从纤维增强热塑管道从中脱离。
优选的,在步骤S10前,进行步骤S11,预浸润,预热前,将纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布浸润用具有亲和热塑树脂的浸润剂进行浸润。
优选的,在步骤S10前,进行步骤S12,预浸渍,将浸润亲和热塑树脂的浸润剂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布浸渍热塑性树脂。
优选的,在步骤S10前,进行步骤,S121,预浸渍热塑性树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布中的热塑性树脂比重达到40~70%。
优选的,在步骤S10前,进行步骤S122,预浸渍热塑性树脂的纤维丝/纤维束中纤维平行分布。
优选的,在步骤S10前,进行步骤S1221,预浸渍热塑性树脂的纤维丝/纤维束中纤维成若干纤维捻,若干纤维捻平行分布。
优选的,在步骤S10前,或进行步骤S1222,预浸渍热塑性树脂的纤维丝/纤维束中纤维成编织成若干纤维编织条,若干纤维编织条平行分布。
优选的,在步骤S10前,或进行步骤S1223,预浸渍热塑性树脂的纤维网/纤维布中纤维成网状分布。
优选的,在步骤S10前,进行步骤S1231,预浸渍热塑性树脂的纤维网/纤维布中纤维成若干纤维捻,若干纤维捻成网状分布。
优选的,在步骤S10前,进行步骤S1232,预浸渍热塑性树脂的纤维网/纤维布中纤维编织成若干纤维编织条,若干纤维编织条成网状分布。
优选的,在进行步骤S20时,进行步骤S21,预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在芯模上的厚度大于0.4mm。
优选的,在进行步骤S20时,进行步骤S22,预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在芯模上的长度为1000~20000mm。
优选的,在进行步骤S30前,进行步骤S31、内加热,预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在芯模之前,启动内加热装置,使芯模温度达到180~260℃。
优选的,在进行步骤S30时,进行步骤S32,外加热,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在芯模上后,启动外加热装置,使缠绕在芯模上的预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布外表面温度达到180~260℃。
优选的,进行步骤S40时,进行步骤S41,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,启动内冷却装置,对芯模进行冷却,使芯模温度降到40~80℃。
优选的,进行步骤S40时,进行步骤S42,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,启动外冷却装置,对纤维增强热塑管道外壁进行冷却,使纤维增强热塑管道外壁温度降到20~60℃。
优选的,进行步骤S40时,进行步骤S43,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,同时启动内冷却装置和外冷却装置,同时对芯模和纤维增强热塑管道外壁进行冷却,使纤维增强热塑管道外壁温度降到20~60℃
优选的,进行步骤S40时,或进行步骤S44,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,先启动内冷却装置,对芯模进行冷却,使芯模温度降到40~80℃,再启动外冷却装置,对纤维增强热塑管道外壁进行冷却,使纤维增强热塑管道外壁温度降到20~60℃。
优选的,进行步骤S40时,或进行步骤S45,或待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,先启动外冷却装置,对纤维增强热塑管道外壁进行冷却,使纤维增强热塑管道外壁温度降到20~60℃,再启动内冷却装置,对芯模进行冷却,使芯模温度降到40~80℃。
实施例一,请参见附图1。
纤维增强热塑管道产品结构,其具有三层结构。
一种纤维增强热塑管道,其壁体由内向外依次包括:内热塑树脂层110、增强层120和外热塑树脂层130;
内热塑树脂层110和外热塑树脂层130,为热塑树脂材料构成筒状层的层体;
增强层120,为沿纤维增强热塑管道径向/轴向/非径向非轴向设置的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布构成的筒状层体。
纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布,其中的纤维为玻璃纤维/碳纤维/玄武岩纤维/涤纶纤维/锦纶纤维/棉丝/芳纶纤维。
实施例二,基于实施例一,请参见附图2。
纤维增强热塑管道产品结构,其具有五层结构,内树脂层110和外热塑树脂层130之间,根据需要,还由内向外还依次设置有一层增强层120、一层中热塑树脂层140、一层增强层120。
增强层120,为沿纤维增强热塑管道径向/轴向/非径向非轴向设置的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布构成的筒状层体。
两增强层120之间纤维丝/纤维束的设置方向不同,即不论是内热塑树脂层和增强层之间,还是增强层和外热塑树脂层之间的增强层,构成此两增强层的纤维丝/纤维束排布方向其一增强层为轴向,另一增强层为径向,总之,构成此两增强层的纤维丝/纤维束排布方向不平行。
任意距离最近的两增强层120的纤维网/纤维布的设置方向不同或相同,因为其为纤维网/纤维布,构成纤维网/纤维布的纤维丝/纤维束即已直角交错或成其它角度交错交织,因此构成纤维网/纤维布的纤维丝/纤维束排布方向可相同或者不同。
实施例三,基于实施例一,请参见附图3。
纤维增强热塑管道产品结构,其具有十三层结构,内树脂层110和外热塑树脂层130之间,根据需要,还由内向外还依次设置有一层增强层120—一层中热塑树脂层140—一层增强层120—一层中热塑树脂层140—一层增强层120—一层中热塑树脂层140—一层增强层120—一层中热塑树脂层140—一层增强层120—一层中热塑树脂层140—一层增强层120。
增强层120,为沿纤维增强热塑管道径向/轴向/非径向非轴向设置的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布构成的筒状层体。
中热塑树脂层140为热塑树脂材料构成筒状层的层体。
若干增强层120、若干中热塑树脂层140由内向外还依次交替循环构成一层增强层120、一层中热塑树脂层140……一层增强层120、一层中热塑树脂层140、一层增强层120的结构。
任意距离最近的两增强120层之间纤维丝/纤维束的设置方向不同,即不论是内热塑树脂层和增强层之间,还是增强层和外热塑树脂层之间的增强层,构成此两增强层的纤维丝/纤维束排布方向其一增强层为轴向,另一增强层为径向,总之,构成此两增强层的纤维丝/纤维束排布方向不平行。
任意距离最近的两增强层120的纤维网/纤维布的设置方向不同或相同,因为其为纤维网/纤维布,构成纤维网/纤维布的纤维丝/纤维束即已直角交错或成其它角度交错交织,因此构成纤维网/纤维布的纤维丝/纤维束排布方向可相同或者不同。
纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布,其中的纤维为玻璃纤维/碳纤维/玄武岩纤维/涤纶纤维/锦纶纤维/棉丝/芳纶纤维。
实施例四,基于实施例一,请参见附图4。
在本实施例中,区别在于,纤维增强热塑管道产品结构,其具有十九层结构,内树脂层110和外热塑树脂层130之间,根据需要,还由内向外还依次设置有一层增强层120—一层中热塑树脂层140—一层增强层110—一层中热塑树脂层140—一层增强层120—一层中热塑树脂140层—一层增强层120—一层中热塑树脂层140—一层增强120层—一层中热塑树脂层140—一层增强层120—一层中热塑树脂层140—一层增强层120—中热塑树脂层140—一层增强层120—一层中热塑树脂层140—一层增强层120。
中热塑树脂层140为热塑树脂材料构成筒状层的层体。
若干增强层120、若干中热塑树脂140层由内向外还依次交替循环构成一层增强层120、一层中热塑树脂层140……一层增强层120、一层中热塑树脂层140、一层增强层的结构。
实施例五,请参见附图5。
在本实施例中,区别在于,一种纤维增强热塑管道制造系统,包括:预热单元210、布线单元250、缠绕单元220、加热单元230、冷却单元240;
预热单元210,对预浸热塑树脂的纤维丝进行预先加热,使预浸热塑树脂的纤维丝软化;
布线单元250,将预浸热塑树脂的纤维丝分为若干根导向缠绕单元并缠绕在芯模上;
此若干跟预浸热塑树脂的纤维丝相互平行;
缠绕单元220,包括动力装置225和芯模222,动力装置225和芯模222活动连接,动力装置225使芯模222自转,将预浸热塑树脂的纤维丝缠绕在芯模222上形成热熔状态的纤维增强热塑管道;
加热单元230,对预浸热塑树脂的纤维丝进行预先加热,使预浸热塑树脂的纤维丝中的热塑树脂熔融;
冷却单元240,对热熔状态的纤维增强热塑管道进行冷却;
预热单元210、布线单元250、加热单元230、冷却单元240均与缠绕单元连接。
预浸热塑树脂的纤维丝经过预热单元210预热软化,再经过布线单元分250为若干根,然后缠绕在缠绕单元220的芯模222上,并经加热单元230加热,待预浸热塑树脂的纤维丝缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后经冷却单元240冷却成型。
预热单元210还包括活动装置211,活动装置使整个布线单元250沿固定轨迹活动。
预热单元210整体为一箱体,箱体底部设置有活动装置211,活动装置211可以是丝杠,使箱体整体在丝杠的作用下,根据设置的速度往复运动,从而将预浸热塑树脂的纤维丝缠绕在自转的芯模上222。箱体内设置有电热板或电热辊,预浸热塑树脂的纤维丝纱锭,从纱锭上引出经过电热板或电热辊加热即软化,电热板与预浸热塑树脂的纤维丝不接触,不损伤预浸热塑树脂的纤维丝,电热辊与预浸热塑树脂的纤维丝直接接触,因其直接接触,加热效率高。
布线单元250包括分线装置和张力控制装置,分线装置将预浸热塑树脂的纤维丝若干根;张力控制装置使预浸热塑树脂的纤维丝在芯模上缠绕过程中从芯模到张力控制装置之间的预浸热塑树脂的纤维丝拉伸力保持在50N,并使拉伸力数值保持恒定,当需要时,此拉伸力数值可以进行设置50~00N。
缠绕单元220还包括固定台架221,固定台架为安装动力装置225、芯模222的固定支撑装置。
动力装置225固定设置在固定台架221上,芯模222沿芯模轴心自转,芯模222活动设置在固定台架221上,动力装置225与芯模222活动连接,驱动芯模222绕芯模轴心自转。
芯模222为金属材料制成的圆柱形管体,芯模具有芯模第一端部223和芯模第二端部224。
加热单元230包括:内加热装置和外加热装置231,内加热装置设置在芯模内,内加热装置与外加热装置231分开设置,外加热装置231设置在芯模222外,外加热装置231与芯模222分开设置不接触。
内加热装置直接以芯模222为加热体,通电后,芯模222不仅缠绕预浸热塑树脂的纤维丝,同时芯模222导电即发热成为电热体,实现从内部对预浸热塑树脂的纤维丝加热的作用。
外加热装置231为一围绕芯模外表面的弧形加热板,通电后,加热板产生热量对缠绕在芯模表面的预浸热塑树脂的纤维丝进行加热,从外部对预浸热塑树脂的纤维丝进行加热。
冷却单元240包括:内冷却装置241和外冷却装置242,内冷却装置设241置在芯模222内,内冷却装置241与芯模222分开设置,外冷却装置231设置在芯模222外,外冷却装置231活动或者固定。
内冷却装置具有入口和出口,在本实施例中内冷却装置为一设置在芯模内部的圆筒,圆筒的外壁与芯模内壁紧密连接或直接以芯模内壁做圆筒的外壁,圆筒具有入口和出口,入口为连接和输入冷却剂的阀门,出口为连接和输出经过芯模内部后的冷却剂阀门,内冷却装置的入口设置在芯模第一端部223,内冷却装置的出口设置在芯模第二端部224,或者内冷却装置的出口设置在芯模第一端部223,内冷却装置的入口设置在芯模第二端部224。
冷却剂为空气或者液体,冷却剂其经过冷却装置在芯模内壁流动带走芯模内壁的热量,从而对芯模内部降温,使经缠绕在芯模外壁的经预浸热塑树脂的纤维丝缠绕而成的纤维增强热塑管道内部降温直至固化。
外冷却装置231为一可活动的筒体,筒体外部具有入口,筒体的内壁具有一个或若干出口,入口为连接和输入冷却剂的阀门,出口为连接和输出冷却剂阀门。芯模222伸入筒体中,冷却剂从筒体内壁的出口流出,或者喷出,从而与经缠绕在芯模外壁的经预浸热塑树脂的纤维丝缠绕而成的纤维增强热塑管道外部接触,实现对纤维增强热塑管道降温,达到固化的目的,筒体下部设置有轮子,当需要外冷装置时,可以筒体状的外冷却装置套设在芯模外部,当不需要外冷装置时,可以筒体状的外冷却装置推开。
实施例六,基于实施例五,请参见附图6。
在本实施例中,区别在于,一种纤维增强热塑管道制造系统,包括:预热单元210、布线单元250、缠绕单元220、加热单元230、冷却单元240;
预热单元210,对预浸热塑树脂的纤维束进行预先加热,使预浸热塑树脂的纤维束软化;
布线单元250,将预浸热塑树脂的纤维束分为若干条导向缠绕单元并缠绕在芯模上;
此若干条预浸热塑树脂的纤维束相互平行;
缠绕单元220,包括动力装置225和芯模222,动力装置225和芯模活动连接,动力装置225使芯模222自转,将预浸热塑树脂的纤维束缠绕在芯模222上形成热熔状态的纤维增强热塑管道;
加热单元230,对预浸热塑树脂的纤维束进行预先加热,使预浸热塑树脂的纤维束中的热塑树脂熔融;
冷却单元240,对热熔状态的纤维增强热塑管道进行冷却;
预热单元210、布线单元250、加热单元230、冷却单元240均与缠绕单元分开设置。
预浸热塑树脂的纤维束经过预热单元经过预热单元预热软化,再经过布线单元250分为若干条,然后缠绕在缠绕单元220的芯模222上,并经加热单元230加热,待预浸热塑树脂的纤维束缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后经冷却单元240冷却成型。
布线单元250包括分线装置和张力控制装置,分线装置将预浸热塑树脂的纤维束若干条;张力控制装置使预浸热塑树脂的纤维条在芯模222上缠绕过程中从芯模222到张力控制装置之间的预浸热塑树脂的纤维条拉伸力保持在100N,并使拉伸力数值保持恒定,当需要时,此拉伸力数值可以进行设置80N。
缠绕单元220还包括固定台架221,固定台架221为安装动力装置225、芯模222的固定支撑装置,预热单元210、布线单元250、加热单元230和冷却单元240与固定台架均221分开设置。
内加热装置由导热绝缘材料制成,其为与芯模222紧密连接的电加热体,其为圆筒体,通电后,内加热装置发热,从而对芯模222内壁加热,实现从内部对预浸热塑树脂的纤维丝加热的作用。
外冷却装置241固定设置在芯模外,外冷却装置241包括外冷却装置主体243、冷却剂喷出装置244、冷却剂回流装置245,冷却剂喷出装置241和冷却剂回流装置245设置在外冷却装置主体243同侧,冷却剂喷出装置244设置与冷却剂回流装置245上下相对,
冷却剂喷出装置244有一个或若干出口,出口输出冷却剂,冷却剂回流装置245为盘状体,当出口输出的液态冷却剂时,冷却剂回流装置245接收接收从冷却剂喷出装置的出口喷洒到纤维增强热塑管道外壁上,带走纤维增强热塑管道外壁上的热量,然后回流到冷却剂回流装置245被回收循环利用。
外冷却装置主体243外部具有入口,外冷却装置主体243具有泵送设备,外冷却装置主体243接收冷却剂回流装置245回流的冷却剂和入口输入的冷却剂并经泵送设备将冷却剂输送到冷却剂喷出装置244经出口流出,或者喷出,从而与经缠绕在芯模222外壁的经预浸热塑树脂的纤维丝缠绕而成的纤维增强热塑管道外部接触,实现对纤维增强热塑管道降温,达到固化的目的。
实施例七,基于实施例五。
本实施例中,区别在于,一种纤维增强热塑管道制造系统包括:预热单元、布线单元、缠绕单元、加热单元、冷却单元;
预热单元,对预浸热塑树脂的纤维网进行预先加热,使预浸热塑树脂的纤维网软化;
布线单元,将预浸热塑树脂的纤维网分为若干块预浸热塑树脂的纤维网导向缠绕单元并缠绕在芯模上;
缠绕单元,包括动力装置和芯模,动力装置和芯模活动连接,动力装置使芯模自转,将预浸热塑树脂的纤维网缠绕在芯模上形成热熔状态的纤维增强热塑管道;
加热单元,对预浸热塑树脂的纤维网进行预先加热,使预浸热塑树脂的纤维网中的热塑树脂熔融;
冷却单元,对热熔状态的纤维增强热塑管道进行冷却;
预热单元和布线单元均与缠绕单元分开设置,加热单元和冷却单元均与缠绕单元连接。
预浸热塑树脂的纤维网经过预热单元经过预热单元预热软化,再经过布线单元分为若干块,然后缠绕在缠绕单元的芯模上,并经加热单元加热,待预浸热塑树脂的纤维网缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后经冷却单元冷却成型。
缠绕单元还包括固定台架,固定台架为安装动力装置、芯模的固定支撑装置,预热单元、布线单元与固定台架均分开设置、加热单元和冷却单元与固定台架分开设置。
在本实施例中,因用户需求,需要制作横截面为正方形的方管,将芯模设置为横截面为正方形的长方形筒体。
加热单元只有内加热装置,内加热装置设置在芯模内。
内加热装置直接以芯模为加热体,通电后,芯模不仅缠绕预浸热塑树脂的纤维网,同时芯模导电即发热成为电热体,实现从内部对预浸热塑树脂的纤维网加热的作用。
冷却单元仅有内冷却装置,内冷却装置设置在芯模内。
内冷却装置具有入口和出口,在本实施例中内冷却装置为一设置在芯模内部的方形管道,方形管道的外壁与芯模内壁紧密连接或直接以芯模内壁做方形筒的外壁,方形管道分为上下两层,并组成一个U形的连通体,方形管道的入口和出口设置在U形的两端,入口为连接和输入冷却剂的阀门,出口为连接和输出经过芯模内部后的冷却剂阀门,因为方形管道的入口和出口设置在U形的两端,内冷却装置的入口、出口均设置在芯模第一端部,或均设置在芯模第二端部。
实施例八,基于实施例五。
在本实施例中,区别在于,一种纤维增强热塑管道制造系统包括:预热单元、布线单元、缠绕单元、加热单元、冷却单元;
预热单元,对预浸热塑树脂的纤维布进行预先加热,使预浸热塑树脂的纤维布软化;
布线单元,将预浸热塑树脂的纤维布分为若干片预浸热塑树脂的纤维布导向缠绕单元并缠绕在芯模上;
缠绕单元,包括动力装置和芯模,动力装置和芯模活动连接,动力装置使芯模自转,将预浸热塑树脂的纤维布缠绕在芯模上形成热熔状态的纤维增强热塑管道;
加热单元,对预浸热塑树脂的纤维布进行预先加热,使预浸热塑树脂的纤维布中的热塑树脂熔融;
冷却单元,对热熔状态的纤维增强热塑管道进行冷却;
预热单元、布线单元、加热单元和冷却单元均与缠绕单元分开设置。
预浸热塑树脂的纤维布经过预热单元经过预热单元预热软化,再经过布线单元分为若干片,然后缠绕在缠绕单元的芯模上,并经加热单元加热,待预浸热塑树脂的纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后经冷却单元冷却成型。
缠绕单元还包括固定台架,固定台架为安装动力装置、芯模的固定支撑装置,预热单元、布线单元、加热单元和冷却单元与固定台架均分开设置。
在本实施例中,加热单元仅有外加热装置,外加热装置设置在芯模外,外加热装置与芯模分开设置不接触。
外加热装置为一围绕芯模外表面的加热板,通电后,加热板产生热量对缠绕在芯模表面的预浸热塑树脂的纤维布进行加热,从外部对预浸热塑树脂的纤维布进行加热。
冷却单元仅有外冷却装置,外冷却装置设置在芯模外。
外冷却装置为一圆筒体,圆筒体外部具有入口,圆筒体的内壁具有一个或若干出口,入口为连接和输入冷却剂的阀门,出口为连接和输出冷却剂阀门。芯模伸入筒体中,冷却剂从筒体内壁的出口流出,或者喷出,从而与经缠绕在芯模外壁的经预浸热塑树脂的纤维布缠绕而成的纤维增强热塑管道外部接触,实现对纤维增强热塑管道降温,达到固化的目的。
实施例九,基于实施例五。
在本实施例中,区别在于,在本实施中,加热单元只有内加热装置,内加热装置设置在芯模内。
内加热装置直接以芯模为加热体,通电后,芯模不仅缠绕预浸热塑树脂的纤维丝,同时芯模导电即发热成为电热体,实现从内部对预浸热塑树脂的纤维丝加热的作用。
冷却单元仅有外冷却装置,外冷却装置设置在芯模外。
外冷却装置为一筒体,筒体外部具有入口,筒体的内壁具有一个或若干出口,入口为连接和输入冷却剂的阀门,出口为连接和输出冷却剂阀门。芯模伸入筒体中,冷却剂从筒体内壁的出口流出,或者喷出,从而与经缠绕在芯模外壁的经预浸热塑树脂的纤维丝缠绕而成的纤维增强热塑管道外部接触,实现对纤维增强热塑管道降温,达到固化的目的。
实施例十,基于实施例五。
在本实施例中,区别在于,加热单元仅有外加热装置,设置在芯模外,与芯模分开设置不接触。
外加热装置为一围绕芯模外表面的加热板,加热板经过支架固定连接在固定台架上,通电后,加热板产生热量对缠绕在芯模表面的预浸热塑树脂的纤维丝进行加热,从外部对预浸热塑树脂的纤维丝进行加热。
冷却单元仅有内冷却装置,内冷却装置设置在芯模内。
内冷却装置具有入口和出口,在本实施例中内冷却装置为一设置在芯模内部的圆筒,圆筒的外壁与芯模内壁紧密连接或直接以芯模内壁做圆筒的外壁,圆筒具有入口和出口,入口为连接和输入冷却剂的阀门,出口为连接和输出经过芯模内部后的冷却剂阀门,内冷却装置的入口设置在芯模第一端部,内冷却装置的出口设置在芯模第二端部,或者内冷却装置的出口设置在芯模第一端部,内冷却装置的入口设置在芯模第二端部。
实施例十一,参见附图7。
一种纤维增强热塑管道制造方法,其包括如下步骤:
进行步骤S11,预浸润,预热前,将纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布浸润用具有亲和热塑树脂的浸润剂进行浸润。
进行步骤S12,预浸渍,将浸润亲和热塑树脂的浸润剂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布浸渍热塑性树脂。
进行步骤,S121,预浸渍热塑性树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布中的热塑性树脂比重达到40~70%。
进行步骤S122,预浸渍热塑性树脂的纤维丝/纤维束中纤维平行分布。
进行步骤S1221,预浸渍热塑性树脂的纤维丝/纤维束中纤维成若干纤维捻,若干纤维捻平行分布。
S10、预热,对预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布进行加热,使预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布软化;
进行步骤S1231,预浸渍热塑性树脂的纤维网/纤维布中纤维成若干纤维捻,若干纤维捻成网状分布。
进行步骤S13,分线,将浸润亲和热塑树脂的浸润剂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布软化后分成若干若干根/束/块/条/片,并使从芯模到张力控制装置之间的这部分预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布保持拉伸力在50~100N。
S20、缠绕,将预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在芯模上;
进行步骤S21,预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在芯模上的厚度大于0.4mm。
进行步骤S22,预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在芯模上的长度为1000~20000mm。
S30、加热,将缠绕在芯模上的预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕加热并熔融;
进行步骤S31、内加热,预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在芯模之前,启动内加热装置,使芯模温度达到180~260℃。
进行步骤S32,外加热,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在芯模上后,启动外加热装置,使缠绕在芯模上的预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布外表面温度达到180~260℃。
S40、冷却,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,对热熔状态的纤维增强热塑管道进行冷却,直至固化成型。
进行步骤S41,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,启动内冷却装置,对芯模进行冷却,使芯模温度降到40~80℃。
进行步骤S42,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,启动外冷却装置,对纤维增强热塑管道外壁进行冷却,使纤维增强热塑管道外壁温度降到20~60℃。
进行步骤S43,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,同时启动内冷却装置和外冷却装置,同时对芯模和纤维增强热塑管道外壁进行冷却,使纤维增强热塑管道外壁温度降到20~60℃
或进行步骤S44,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,先启动内冷却装置,对芯模进行冷却,使芯模温度降到40~80℃,再启动外冷却装置,对纤维增强热塑管道外壁进行冷却,使纤维增强热塑管道外壁温度降到20~60℃。
或进行步骤S45,或待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,先启动外冷却装置,对纤维增强热塑管道外壁进行冷却,使纤维增强热塑管道外壁温度降到40~80℃,再启动内冷却装置,对芯模进行冷却,使芯模温度降到20~60℃。
实施例十二,基于实施例十一。
在本实施例中,区别在于,在步骤S122时,预浸渍热塑性树脂的纤维丝/纤维束中纤维平行分布。
进行步骤S1222,预浸渍热塑性树脂的纤维丝/纤维束中纤维成编织成若干纤维编织条,若干纤维编织条平行分布。
进行步骤S30时,加热,将缠绕在芯模上的预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕加热并熔融;
进行步骤S31、内加热,预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在芯模之前,启动内加热装置,使芯模温度达到185℃。
进行步骤S32,外加热,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在芯模上后,启动外加热装置,使缠绕在芯模上的预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布外表面温度达到190℃。
实施例十三,基于实施例十一。
在本实施例中,区别在于,在步骤S122时,预浸渍热塑性树脂的纤维丝/纤维束中纤维平行分布。
进行步骤S1223,预浸渍热塑性树脂的纤维网/纤维布中纤维成网状分布。
进行步骤S30时,加热,将缠绕在芯模上的预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕加热并熔融;
进行步骤S31、内加热,预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在芯模之前,启动内加热装置,使芯模温度达到255℃。
进行步骤S32,外加热,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在芯模上后,启动外加热装置,使缠绕在芯模上的预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布外表面温度达到250℃。
实施例十四,基于实施例十一。
在本实施例中,区别在于,进行步骤S10时,预热,对预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布进行加热,使预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布软化;
进行步骤S1232,预浸热塑性树脂的纤维网/纤维布中纤维编织成若干纤维编织条,若干纤维编织条成网状分布。
进行步骤S30时,加热,将缠绕在芯模上的预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕加热并熔融;
进行步骤S31、内加热,预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在芯模之前,启动内加热装置,使芯模温度达到220℃。
进行步骤S32,外加热,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在芯模上后,启动外加热装置,使缠绕在芯模上的预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布外表面温度达到210℃。
实施例十五,基于实施例十一。
在本实施例中,区别在于,进行步骤S30时,加热,将缠绕在芯模上的预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕加热并熔融;
只进行步骤S31、内加热,预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在芯模之前,启动内加热装置,使芯模温度达到200℃。
实施例十六,基于实施例十一。
在本实施例中,区别在于,进行步骤S30时,加热,将缠绕在芯模上的预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕加热并熔融;
只进行步骤S32,外加热,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在芯模上后,启动外加热装置,使缠绕在芯模上的预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布外表面温度达到240℃。
实施例十七,基于实施例十一。
在本实施例中,区别在于,在进行步骤S40时,冷却,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,对热熔状态的纤维增强热塑管道进行冷却,直至固化成型。
只进行步骤S41,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,启动内冷却装置,对芯模进行冷却,使芯模温度降到45℃。
实施例十八,基于实施例十一。
在本实施例中,区别在于,在进行步骤S40时,冷却,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,对热熔状态的纤维增强热塑管道进行冷却,直至固化成型。
只进行步骤S42,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,启动外冷却装置,对纤维增强热塑管道外壁进行冷却,使纤维增强热塑管道外壁温度降到30℃。
实施例十九,基于实施例十一。
在本实施例中,区别在于,在进行步骤S40时,冷却,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,对热熔状态的纤维增强热塑管道进行冷却,直至固化成型。
进行步骤S43,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,同时启动内冷却装置和外冷却装置,同时对芯模和纤维增强热塑管道外壁进行冷却,使纤维增强热塑管道外壁温度降到40℃
实施例二十,基于实施例十一。
在本实施例中,区别在于,在进行步骤S40时,冷却,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,对热熔状态的纤维增强热塑管道进行冷却,直至固化成型。
进行步骤S44,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,先启动内冷却装置,对芯模进行冷却,使芯模温度降到78℃,再启动外冷却装置,对纤维增强热塑管道外壁进行冷却,使纤维增强热塑管道外壁温度降到55℃。
实施例二十一,基于实施例十一。
在本实施例中,区别在于,在进行步骤S40时,冷却,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,对热熔状态的纤维增强热塑管道进行冷却,直至固化成型。
进行步骤S45,或待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,先启动外冷却装置,对纤维增强热塑管道外壁进行冷却,使纤维增强热塑管道外壁温度降到30℃,再启动内冷却装置,对芯模进行冷却,使芯模温度降到45℃。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (36)
1.一种纤维增强热塑管道,其特征在于:其壁体由内向外依次包括:内热塑树脂层、增强层和外热塑树脂层;
所述内热塑树脂层和外热塑树脂层,为热塑树脂材料构成筒状层的层体;
所述增强层,为沿纤维增强热塑管道径向/轴向/非径向非轴向设置的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布构成。
2.如权利要求1所述的纤维增强热塑管道,其特征在于:优选的,所述内树脂层和所述外热塑树脂层之间,根据需要,还由内向外还依次交替设置有一层所述增强层、一层所述中热塑树脂层、一层所述增强层,所述中热塑树脂层为热塑树脂材料构成筒状层的层体。
3.如权利要求2所述的纤维增强热塑管道,其特征在于:优选的,所述内树脂层和所述外热塑树脂层之间,根据需要还设置有若干所述增强层、若干所述中热塑树脂层,若干所述增强层、若干所述中热塑树脂层由内向外依次构成一层所述增强层、一层所述中热塑树脂层……一层所述增强层、一层所述中热塑树脂层、一层所述增强层的结构。
4.如权利要求1所述的纤维增强热塑管道,其特征在于:优选的,所述增强层,为沿纤维增强热塑管道径向/轴向/非径向/非轴向设置的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布构成的筒状层体。
5.如权利要求2所述的纤维增强热塑管道,其特征在于:优选的,任意距离最近的两所述增强层的纤维丝/纤维束的设置方向不同,任意距离最近的两所述增强层的纤维网/纤维布的设置方向不同或相同。
6.如权利要求1所述的纤维增强热塑管道,其特征在于:优选的,纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布,其中的纤维为玻璃纤维/碳纤维/玄武岩纤维/涤纶纤维/锦纶纤维/棉丝/芳纶纤维。
7.一种纤维增强热塑管道制造系统,其特征在于:其包括:预热单元、缠绕单元、加热单元、冷却单元;
所述预热单元,对预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布进行预先加热,使预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布软化;
所述缠绕单元,包括动力装置和芯模,所述动力装置和所述芯模活动连接,所述动力装置使所述芯模自转,将预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在所述芯模上形成热熔状态的纤维增强热塑管道;
所述加热单元,对预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布进行预先加热,使预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布中的热塑树脂熔融;
所述冷却单元,对热熔状态的纤维增强热塑管道进行冷却;
所述预热单元与所述缠绕单元分开设置或固定连接,所述加热单元与所述缠绕单元分开设置或固定连接,所述冷却单元与所述缠绕单元分开设置或固定连接;
预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布经过所述预热单元预热软化,然后缠绕在所述缠绕单元的所述芯模上,并经所述加热单元加热,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后经所述冷却单元冷却成型。
8.如权利要求7所述的纤维增强热塑管道制造系统,其特征在于:优选的,所述缠绕单元还包括固定台架,所述固定台架为安装所述动力装置、芯模的固定支撑装置,所述动力装置固定设置在所述固定台架上,所述芯模活动设置在所述固定台架上。
9.如权利要求7所述的纤维增强热塑管道制造系统,其特征在于:优选的,所述预热单元包括活动装置,所述活动装置使整个所述预热单元沿固定轨迹活动。
10.如权利要求7所述的纤维增强热塑管道制造系统,其特征在于:优选的,芯模具有芯模第一端部和芯模第二端部。
11.如权利要求7所述的纤维增强热塑管道制造系统,其特征在于:优选的,所述芯模沿所述芯模轴心自转。
12.如权利要求7所述的纤维增强热塑管道制造系统,其特征在于:优选的,所述加热单元包括:内加热装置和/或外加热装置。
13.如权利要求9所述的纤维增强热塑管道制造系统,其特征在于:优选的,内加热装置设置在芯模内,内加热装置与芯模分开设置或固定连接。
14.如权利要求13所述的纤维增强热塑管道制造系统,其特征在于:优选的,所述外加热装置设置在所述芯模外,所述外加热装置与所述芯模分开设置。
15.如权利要求7所述的纤维增强热塑管道制造系统,其特征在于:优选的,所述冷却单元包括:内冷却装置和/或外冷却装置。
16.如权利要求7或15所述的纤维增强热塑管道制造系统,其特征在于:优选的,所述内冷却装置设置在所述芯模内,所述内冷却装置与所述芯模分开设置或固定连接。
17.如权利要求7或15所述的纤维增强热塑管道制造系统,其特征在于:优选的,所述外冷却装置设置在所述芯模外,所述外冷却装置活动设置或者固定设置。
18.如权利要求7所述的纤维增强热塑管道制造系统,其特征在于:优选的,一种纤维增强热塑管道制造系统还包括布线单元,所述布线单元将预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布分为若干根/束/块/条/片导向缠绕单元并缠绕在所述芯模上。
19.如权利要求7所述的纤维增强热塑管道制造系统,其特征在于:优选的,所述布线单元包括分线装置和张力控制装置,所述分线装置将预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布分为若干根/束/块/条/片,所述张力控制装置使预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布在所述芯模上缠绕过程中从所述芯模到所述张力控制装置之间的预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布拉伸力保持在10~100N,所述张力控制装置可使从所述芯模到所述张力控制装置之间的这段预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布拉伸力保持恒定。
20.一种纤维增强热塑管道制造方法,其特征在于:其包括如下步骤:
S10、预热,对预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布进行加热,使预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布软化;
S20、缠绕,将预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在所述芯模上;
S30、加热,将缠绕在所述芯模上的预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕加热并熔融;
S40、冷却,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,对热熔状态的纤维增强热塑管道进行冷却,直至固化成型。
21.如权利要求20所述的纤维增强热塑管道制造方法,其特征在于:优选的,在步骤S10前,进行步骤S11,预浸润,预热前,将纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布浸润用具有亲和热塑树脂的浸润剂进行浸润。
22.如权利要求20所述的纤维增强热塑管道制造方法,其特征在于:优选的,在步骤S10前,进行步骤S12,预浸渍,将浸润亲和热塑树脂的浸润剂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布浸渍热塑性树脂。
23.如权利要求20所述的纤维增强热塑管道制造方法,其特征在于:优选的,在步骤S10前,进行步骤S122,预浸渍热塑性树脂的纤维丝/纤维束中纤维平行分布。
24.如权利要求23所述的纤维增强热塑管道制造方法,其特征在于:优选的,在步骤S10前,进行步骤S1221,预浸渍热塑性树脂的纤维丝/纤维束中纤维成若干纤维捻,若干纤维捻平行分布。
25.如权利要求23所述的纤维增强热塑管道制造方法,其特征在于:优选的,在步骤S10前,或进行步骤S1222,预浸渍热塑性树脂的纤维丝/纤维束中纤维成编织成若干纤维编织条,若干纤维编织条平行分布。
26.如权利要求22所述的纤维增强热塑管道制造方法,其特征在于:优选的,在步骤S10前,或进行步骤S1223,预浸渍热塑性树脂的纤维网/纤维布中纤维成网状分布。
27.如权利要求26所述的纤维增强热塑管道制造方法,其特征在于:优选的,在步骤S10前,进行步骤S1231,预浸渍热塑性树脂的纤维网/纤维布中纤维成若干纤维捻,若干纤维捻成网状分布。
28.如权利要求26所述的纤维增强热塑管道制造方法,其特征在于:优选的,在步骤S10前,进行步骤S1232,预浸渍热塑性树脂的纤维网/纤维布中纤维编织成若干纤维编织条,若干纤维编织条成网状分布。
29.如权利要求20所述的纤维增强热塑管道制造方法,其特征在于:优选的,在步骤S10后,进行步骤S13,分线,将浸润亲和热塑树脂的浸润剂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布软化后分成若干若干根/束/块/条/片。
30.如权利要求20所述的纤维增强热塑管道制造方法,其特征在于:优选的,在进行步骤S30前,进行步骤S31,内加热,预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在芯模之前,启动所述内加热装置,使所述芯模温度达到180~260℃。
31.如权利要求30所述的纤维增强热塑管道制造方法,其特征在于:优选的,在进行步骤S30时,进行步骤S32,外加热,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在所述芯模上后,启动所述外加热装置,使缠绕在所述芯模上的预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布外表面温度达到180~260℃。
32.如权利要求20所述的纤维增强热塑管道制造方法,其特征在于:优选的,进行步骤S40时,进行步骤S41,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,启动所述内冷却装置,对所述芯模进行冷却,使所述芯模温度降到40~80℃。
33.如权利要求20所述的纤维增强热塑管道制造方法,其特征在于:优选的,进行步骤S40时,进行步骤S42,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,启动所述外冷却装置,对纤维增强热塑管道外壁进行冷却,使纤维增强热塑管道外壁温度降到20~60℃。
34.如权利要求20或32或33所述的纤维增强热塑管道制造方法,其特征在于:优选的,进行步骤S40时,进行步骤S43,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,同时启动所述内冷却装置和所述外冷却装置,同时对所述芯模和纤维增强热塑管道外壁进行冷却,使纤维增强热塑管道外壁温度降到20~60℃。
35.如权利要求20或32或33所述的纤维增强热塑管道制造方法,其特征在于:优选的,进行步骤S40时,或进行步骤S44,待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,先启动所述内冷却装置,对所述芯模进行冷却,使所述芯模温度降到40~80℃,再启动所述外冷却装置,对纤维增强热塑管道外壁进行冷却,使纤维增强热塑管道外壁温度降到20~60℃。
36.如权利要求20或32或33所述的纤维增强热塑管道制造方法,其特征在于:优选的,进行步骤S40时,或进行步骤S45,或待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后,先启动所述外冷却装置,对纤维增强热塑管道外壁进行冷却,使纤维增强热塑管道外壁温度降到20~60℃,再启动所述内冷却装置,对所述芯模进行冷却,使所述芯模温度降到40~80℃。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910936429.4A CN110884166A (zh) | 2019-09-29 | 2019-09-29 | 纤维增强热塑管道、制造系统及其方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910936429.4A CN110884166A (zh) | 2019-09-29 | 2019-09-29 | 纤维增强热塑管道、制造系统及其方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110884166A true CN110884166A (zh) | 2020-03-17 |
Family
ID=69746055
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910936429.4A Pending CN110884166A (zh) | 2019-09-29 | 2019-09-29 | 纤维增强热塑管道、制造系统及其方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110884166A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114379118A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-22 | 陕西斯福特电力科技有限公司 | 一种吊杆及其生产工艺 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103221200A (zh) * | 2010-11-19 | 2013-07-24 | 西姆佩尔坎普机械设备制造有限责任公司和两合公司 | 制造圆柱形大型结构的方法和设备 |
CN106827576A (zh) * | 2016-08-08 | 2017-06-13 | 山东极威新材料科技有限公司 | 一种连续纤维增强热塑性复合管及其成型方法 |
CN107283867A (zh) * | 2016-03-30 | 2017-10-24 | 青海柴达木杰青科技有限公司 | 预浸带缠绕结构壁管及其制备方法 |
CN107355599A (zh) * | 2017-08-03 | 2017-11-17 | 曹如锋 | 一种rtp管道及其制造方法 |
CN207156491U (zh) * | 2017-06-06 | 2018-03-30 | 浙江鑫宙竹基复合材料科技有限公司 | 一种芯模 |
CN108372667A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-08-07 | 泰安市中研复合材料科技有限公司 | 一种纤维增强复合材料缠压成型工艺及装置 |
CN109664525A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-04-23 | 山东柏远复合材料科技有限公司 | 一种生产高性能管材板材等复合材料的设备及方法 |
-
2019
- 2019-09-29 CN CN201910936429.4A patent/CN110884166A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103221200A (zh) * | 2010-11-19 | 2013-07-24 | 西姆佩尔坎普机械设备制造有限责任公司和两合公司 | 制造圆柱形大型结构的方法和设备 |
CN107283867A (zh) * | 2016-03-30 | 2017-10-24 | 青海柴达木杰青科技有限公司 | 预浸带缠绕结构壁管及其制备方法 |
CN106827576A (zh) * | 2016-08-08 | 2017-06-13 | 山东极威新材料科技有限公司 | 一种连续纤维增强热塑性复合管及其成型方法 |
CN207156491U (zh) * | 2017-06-06 | 2018-03-30 | 浙江鑫宙竹基复合材料科技有限公司 | 一种芯模 |
CN107355599A (zh) * | 2017-08-03 | 2017-11-17 | 曹如锋 | 一种rtp管道及其制造方法 |
CN108372667A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-08-07 | 泰安市中研复合材料科技有限公司 | 一种纤维增强复合材料缠压成型工艺及装置 |
CN109664525A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-04-23 | 山东柏远复合材料科技有限公司 | 一种生产高性能管材板材等复合材料的设备及方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114379118A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-22 | 陕西斯福特电力科技有限公司 | 一种吊杆及其生产工艺 |
CN114379118B (zh) * | 2021-12-31 | 2024-04-19 | 陕西斯福特电力科技有限公司 | 一种吊杆及其生产工艺 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110884170A (zh) | 纤维连续缠绕增强热塑管道、制造系统及其方法 | |
CN111775366B (zh) | 一种单向连续纤维增强热塑复合材料的制备方法和设备 | |
EP0814916B1 (en) | Flexible low bulk pre-impregnated tow | |
EP0361795B1 (en) | Process for continuously forming reinforced articles | |
CN100581794C (zh) | 具有多层环形编织结构在线拉挤玻璃钢管的制备方法 | |
CN112166282B (zh) | 具有增强内衬的复合材料压力容器及其制造方法 | |
JP6664392B2 (ja) | 連続的なプロセスにおける大量生産用の種々様々な複数の繊維複合部材の製造 | |
CN104723582A (zh) | 一种连续纤维增强热塑性复合材料的制造设备及其应用 | |
DE102008026161B4 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Faserverbundbauteils | |
EA007945B1 (ru) | Кабель с алюминиевым проводником, армированный композитным сердечником, и способ его производства | |
CN205631113U (zh) | 连续纤维增强热塑性预浸料的连续化制备装置 | |
CN107249838A (zh) | 用于生产纤维复合材料的方法和设备 | |
CN101119042A (zh) | 具有多层环形编织结构的玻璃钢绝缘管 | |
JP2008266648A (ja) | 繊維補強熱可塑性樹脂複合材料およびそれを用いた成形体 | |
US8181334B2 (en) | Method for producing windings for a dry-type transformer | |
EP0185460A2 (en) | Reformable composites and methods of making same | |
CN103753831A (zh) | 一种连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍模具及浸渍方法 | |
DE102011018419A1 (de) | Flechtpultrusion eines thermoplastischen FVK-Hohlprofils mit optimierten Formkern | |
CN110884166A (zh) | 纤维增强热塑管道、制造系统及其方法 | |
JP3620103B2 (ja) | 樹脂被覆補強繊維糸の製造方法 | |
WO2013187220A1 (ja) | 炭素繊維複合材料およびそれを用いてなる成形品、ならびにそれらの製造方法 | |
CN111745857B (zh) | 一种规则截面的单向纤维增强树脂体的制备方法和设备 | |
CN102094273A (zh) | 含有连续玻璃纤维的复合纤维制造方法及其设备 | |
KR102204244B1 (ko) | 섬유강화 복합재료 제조용 복합섬유 원단 및 이를 이용한 섬유강화 복합재료의 성형방법 | |
CN105437563B (zh) | 控制复合材料中渗透性和纤维体积分数的聚合物纳米颗粒 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: No. 6352, Pingshan Avenue, Shatian community, Kengzi street, Pingshan District, Shenzhen, Guangdong 518000 Applicant after: Shenzhen xinbaotong Material Technology Co.,Ltd. Address before: No. 6352, Pingshan Avenue, Shatian community, Kengzi street, Pingshan District, Shenzhen, Guangdong 518000 Applicant before: GUANGDONG BAOTONG FRP Co.,Ltd. |
|
CB02 | Change of applicant information | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |