CN111070723B - 一种连续纤维增强热塑性复合材料浸渍模具 - Google Patents

一种连续纤维增强热塑性复合材料浸渍模具 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种浸渍模具，特别涉及一种连续纤维增强热塑性复合材料浸渍模具，其本体由包括浸渍模具上盖和浸渍模具下盖组成，在其一侧设有进料入口，并依次设有若干个树脂流道和若干个浸渍流道，料布从进料入口进入，先经树脂流道上下层树脂涂覆，再经浸渍流道浸渍，将树脂浸渍入料布；浸渍流道包括一组横向间隔并列设置的纤维展开浸渍辊，料布以滚动的形式浸渍。本发明将淋膜涂覆与浸渍流道合二为一，使树脂没有冷却的风险，极大地增加了热塑性树脂与连续纤维或者平纹纤维布的浸渍效果，达到可以生产厚度达到0.5mm～1mm的连续纤维增强复合材料片材的浸渍效果。

Description

一种连续纤维增强热塑性复合材料浸渍模具
技术领域
本发明涉及一种浸渍模具，特别涉及一种连续纤维增强热塑性复合材料浸渍模具，具体为连续纤维先经上、下树脂流道淋膜，再经渗透浸渍来生产连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍模具。
背景技术
目前现有的连续纤维增强热塑性复合材料基本都采用挤出机配合模头加浸渍模具的方式进行生产，所以只能使用流动性较好的PP、PE树脂与线密度不超过1200Tex的连续纤维纱进行淋膜浸渍，生产单向连续纤维热塑性复合材料。如果要使用诸如PA66、TPU等流动性较差、加工温度较高的热塑性树脂与高线密度如2400Tex的连续纤维或者经过编织的平纹纤维布作为基层，由于淋膜模头与浸渍模具之间有一定的距离，没有保温段，树脂有一定程度的冷却，则浸渍效果非常差，有明显的干纱或者树脂层与纤维层分层的现象，完全无法发挥出高线密度连续纤维及纤维布的性能优势。
而且由于现有的浸渍模具普遍采用波浪形流道进行树脂浸渍，导致连续纤维在流道上有较大的摩擦力，致使纤维有较大的磨损断裂，容易断纱致使无法生产厚度较厚的连续纤维增强热塑性复合材料。所以此类成型工艺生产的连续纤维增强热塑性复合材料片材厚度较薄不超过0.5mm，而且无法使用平纹纤维布作为基层生产连续纤维增强热塑性复合材料。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种低成本，可适用于各种热塑性树脂、连续纤维或者平纹纤维布的厚度达到0.5mm～1mm的连续纤维增强复合材料的浸渍模具。
本发明的技术方案如下：
一种连续纤维增强热塑性复合材料浸渍模具，其本体由包括浸渍模具上盖和浸渍模具下盖组成，在其一侧设有进料入口，并依次设有若干个树脂流道和若干个浸渍流道，料布从所述的进料入口进入，先经所述的树脂流道上下层树脂涂覆，再经所述的浸渍流道浸渍，将树脂浸渍入料布；
所述的浸渍流道包括一组横向间隔并列设置的纤维展开浸渍辊，料布以滚动的形式浸渍。
在本发明的一具体实施例，所述的浸渍模具上盖与所述的浸渍模具下盖之间设有一间隙以形成料道，包括所述的进料入口和出料口。
在本发明的一具体实施例，在所述的料道的上下两侧至少设有一个所述的树脂流道。
在本发明的一具体实施例，所述的树脂流道包括树脂挤出流道和涂覆唇口，树脂经所述的挤出流道送入后，再经所述的涂覆唇口流出涂覆料布的上下两层。
在本发明的一具体实施例，所述的树脂流道采用通孔设置，并采用挤出流道堵头且配合堵头固定螺钉以形成所述的树脂挤出流道和所述的涂覆唇口。
在本发明的一具体实施例，所述的纤维展开浸渍辊安装在所述的料道内。
在本发明的一具体实施例，所述的纤维展开浸渍辊利用耐高温的石墨轴承安装在所述的料道内。
在本发明的一具体实施例，所述的纤维展开浸渍辊的数量为八根。
在本发明的一具体实施例，还包括电加热管，所述的电加热管均匀地设置在所述的浸渍模具上盖和所述的浸渍模具下盖上。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明的连续纤维或者平纹纤维布通过进料入口进入，经过上下两个树脂流道的树脂涂覆，然后通过一组纤维展开浸渍辊以波浪形通过熔融浸渍流道，实现以纤维展开浸渍辊的滚动摩擦来代替现有的波浪形浸渍流道的滑动摩擦，将热塑性树脂浸渍入连续纤维或者平纹纤维布。
本发明的浸渍模具还使用了电加热管进行保温加热，而且使淋膜涂覆与浸渍流道合二为一，使树脂没有冷却的风险，极大地增加了热塑性树脂与连续纤维或者平纹纤维布的浸渍效果，达到可以生产厚度达到0.5mm～1mm的连续纤维增强复合材料片材的浸渍效果。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1为本发明实施例的一种连续纤维增强热塑性复合材料浸渍模具的正面剖视图；
图2为图1沿A-A的剖视图；
图3为图1沿B-B的剖视图；
图4为图1沿C-C的剖视图。
图中标记：1-浸渍模具上盖、2-浸渍模具下盖、3-料道、31-进料入口、32-出料口、4-树脂流道、41-树脂挤出流道、42-涂覆唇口、5-浸渍流道、6-料布、7-纤维展开浸渍辊、8-挤出流道堵头、9-堵头固定螺钉、10-电加热管、11-石墨轴承。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
参见图1所示，本实施例的一种连续纤维增强热塑性复合材料浸渍模具，其本体由包括浸渍模具上盖1和浸渍模具下盖2组成，在其一侧设有进料入口31，并从所述的进料入口31起依次设有若干个树脂流道4和若干个浸渍流道5；
料布6从所述的进料入口31进入，先经所述的树脂流道4上下层树脂涂覆，再经所述的浸渍流道5浸渍，将树脂浸渍入料布6；
所述的浸渍流道5包括一组横向间隔并列设置的纤维展开浸渍辊7，料布6以滚动的形式浸渍。
本发明将淋膜涂覆与浸渍流道合二为一，使树脂没有冷却的风险，极大地增加了热塑性树脂与连续纤维或者平纹纤维布的浸渍效果，达到可以生产厚度达到0.5mm～1mm的连续纤维增强复合材料片材的浸渍效果。
在本发明的一实施例中，所述的浸渍模具上盖1与所述的浸渍模具下盖2之间设有一间隙以形成料道3，包括所述的进料入口31、出料口32以及料道内腔(图中未标记)。
优选为，在所述的料道3的上下两侧至少设有一个所述的树脂流道4，实现料布6的上下层涂覆。。
参见图3和图4所示，所述的树脂流道4包括树脂挤出流道41和涂覆唇口42，树脂经所述的挤出流道41送入后，再经所述的涂覆唇口42流出涂覆料布6的上下两层。
具体而言，可以为：所述的树脂流道41采用通孔设置，并采用挤出流道堵头8且配合堵头固定螺钉9以形成所述的树脂挤出流道41和所述的涂覆唇口42。
参见图2所示，在本发明的另一实施例，所述的纤维展开浸渍辊7安装在所述的料道3内。
具体而言，可以为：所述的纤维展开浸渍辊7利用耐高温的石墨轴承11安装在所述的料道3内。
在本发明的一具体实施例，所述的纤维展开浸渍辊7的数量为八根。
本发明的实施例中，还包括电加热管10，所述的电加热管10均匀地设置在所述的浸渍模具上盖1和所述的浸渍模具下盖2上。
首先连续纤维或者平纹纤维布6通过浸渍模具上盖1与浸渍模具下盖2之间的间隙，即料道3进入模具内腔，经过图4所示的上树脂挤出流道41及涂覆唇口42，和图3所示的下树脂挤出流道41及涂覆唇口42的热塑性树脂的双面涂覆。由于需要使用粘度较高的热塑性树脂进行流延涂覆，故需要坚持拆洗模具，所以上、下挤出流道及涂覆唇口采用通孔加工，生产时分别用挤出流道堵头8配合堵头固定螺钉9固定在浸渍模具上盖1与浸渍模具下盖2上，确保挤出流道的封闭。
经过连续纤维或者平纹纤维布6经过树脂涂覆后，立刻进入一组八根纤维展开浸渍辊7，以波浪形通过熔融浸渍流道进行树脂浸渍。如图2所示，纤维展开浸渍辊7利用耐高温的石墨轴承11安装在浸渍模具上盖1与浸渍模具下盖2之间的模具浸渍内腔流道内，保证连续纤维或者平纹纤维布6经过纤维展开浸渍辊7时，辊筒是转动的以滚动摩擦代替波浪式浸渍流道的滑动摩擦，减小断纱的可能性，提高浸渍效果。由于纤维展开浸渍辊7可以更换，出现辊筒表面磨损后可以很方便的更换，而不用维修浸渍模具，极大地降低了成本。
最后浸渍完成的连续纤维增强热塑性复合材料通过图1所示的浸渍模具上盖1与浸渍模具下盖2之间的间隙离开浸渍模具，进入下一步辊压成型步骤。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种连续纤维增强热塑性复合材料浸渍模具，其特征在于，其本体由浸渍模具上盖和浸渍模具下盖组成，在其一侧设有进料入口，并依次设有若干个树脂流道和若干个浸渍流道，料布从所述的进料入口进入，先经所述的树脂流道上下层树脂涂覆，再经所述的浸渍流道浸渍，将树脂浸渍入料布；
所述的浸渍流道包括一组横向间隔并列设置的纤维展开浸渍辊，料布以滚动的形式浸渍；
所述的浸渍模具上盖与所述的浸渍模具下盖之间设有一间隙以形成料道，包括所述的进料入口和出料口；在所述的料道的上下两侧至少设有一个所述的树脂流道；
所述的纤维展开浸渍辊安装在所述的料道内；
还包括电加热管，所述的电加热管均匀地设置在所述的浸渍模具上盖和所述的浸渍模具下盖上。
2.根据权利要求1所述的浸渍模具，其特征在于，所述的树脂流道包括树脂挤出流道和涂覆唇口，树脂经所述的挤出流道送入后，再经所述的涂覆唇口流出涂覆料布的上下两层。
3.根据权利要求2所述的浸渍模具，其特征在于，所述的树脂流道采用通孔设置，并采用挤出流道堵头且配合堵头固定螺钉以形成所述的树脂挤出流道和所述的涂覆唇口。
4.根据权利要求1所述的浸渍模具，其特征在于，所述的纤维展开浸渍辊利用耐高温的石墨轴承安装在所述的料道内。
5.根据权利要求1所述的浸渍模具，其特征在于，所述的纤维展开浸渍辊的数量为八根。
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