CN111703043B - 一种碳纤维pla复合线材及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及复合线材制备，更具体的说是一种碳纤维PLA复合线材及其制备工艺。该碳纤维PLA复合线材制备原料的碳纤维颗粒份数与PLA颗粒份数比为9比1。包含如下步骤：步骤一、设置放卷机构并且将浸泡装置设置在放卷机构的右侧；步骤二、将碳纤维通过放卷机构放入浸泡装置内进行去胶；步骤三、将去胶后的碳纤维进行烘干；步骤四、将烘干去胶后的碳纤维进行破碎并且与PLA颗粒混合加入至挤出机中。

Description

一种碳纤维PLA复合线材及其制备工艺
技术领域
本发明涉及复合线材制备，更具体的说是一种碳纤维PLA复合线材及其制备工艺。
背景技术
例如公告号为CN105216326B一种3D打印耗材PLA线材的生产工艺，包括以下步骤：1备料，将PLA颗粒与增韧剂混合；2烘料，将PLA混合原料加入挤出机的料斗烘料；3挤出，在螺杆旋转和加热装置的电加热作用下升温熔融，熔料在螺杆的旋转推动下进入挤出模头挤出塑料线材；4冷却，将挤出后的塑料线材依次经过自然冷却、温水中冷却、自然冷却和冷水中冷却；5干燥，通过吹干机对冷却后的塑料线材进行冷却；6检测及调节，通过测线装置检测塑料线材截面的圆度、尺寸是否达到规定的范围；7收卷。本发明的3D打印耗材PLA线材的生产工艺可以提高线材圆度精度和稳定性，避免产生气泡，有利于提高打印质量；该工艺制备碳纤维PLA复合线材效率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种碳纤维PLA复合线材及其制备工艺，制备碳纤维PLA复合线材效率高。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种碳纤维PLA复合线材制备工艺，包含如下步骤：
步骤一、设置放卷机构并且将浸泡装置设置在放卷机构的右侧；
步骤二、将碳纤维通过放卷机构放入浸泡装置内进行去胶；
步骤三、将去胶后的碳纤维进行烘干；
步骤四、将烘干去胶后的碳纤维进行破碎并且与PLA颗粒混合加入至挤出机中；
上述碳纤维PLA复合线材还涉及放卷机构和浸泡装置；
所述放卷机构包括机架Ⅰ和卷辊，机架Ⅰ的上侧转动连接卷辊，卷辊通过电机Ⅰ驱动实现转动；浸泡装置包括浸泡箱、机架Ⅲ、电动推杆Ⅰ、机架Ⅳ和压辊，浸泡箱上端的左侧固接机架Ⅲ，机架Ⅲ的上端固接电动推杆Ⅰ，电动推杆Ⅰ的活动端穿过机架Ⅲ的上端，机架Ⅳ固接在电动推杆Ⅰ的活动端，压辊转动连接在机架Ⅳ上。
所述浸泡装置还包括机架Ⅱ、丝杠Ⅰ、带轮Ⅰ、机架Ⅴ、限口、定板、复位杆、上刮板、限块和下刮板，浸泡箱上端的左右两侧均固接一个机架Ⅱ，压辊位于两个的左侧，丝杠Ⅰ设置有两个，每个丝杠Ⅰ的两端分别转动连接在两个机架Ⅱ上，两个丝杠Ⅰ的左端均固接带轮Ⅰ，两个带轮Ⅰ通过传动带传动连接，其中一个丝杠Ⅰ通过电机Ⅱ驱动实现转动，机架Ⅴ的上侧螺纹连接在两个丝杠Ⅰ，机架Ⅴ下侧的前后两端均设置一个限口，定板固接在机架Ⅴ内侧的前后两端，定板位于限口上方，定板上滑动连接两个复位杆，每个复位杆的上端均固接一个限位块，所述限位块的下端与定板的上端接触，上刮板固接在两个复位杆的下端，下刮板固接在机架Ⅴ的下端，上刮板的下端与下刮板的上端接触。
所述浸泡装置还包括梯座和螺栓，梯座设置在浸泡箱右端的上端，梯座的左端螺纹连接两个螺栓。
所述浸泡装置还包括连接座、丝杠Ⅱ和带轮Ⅱ，连接座上转动连接两个丝杠Ⅱ的下端，两个丝杠Ⅱ的下侧均转动连接一个带轮Ⅱ，两个带轮Ⅱ通过传动带传动连接，梯座螺纹连接在两个丝杠Ⅱ上，连接座固接在浸泡箱的右端，其中一个丝杠Ⅱ通过电机Ⅲ驱动实现转动。
所述浸泡装置还包括机架Ⅵ和热风机，机架Ⅵ的上端固接热风机，机架Ⅵ设置在浸泡箱的右侧。
所述浸泡装置还包括搭辊，搭辊转动连接在机架Ⅵ的上侧。
所述浸泡装置还包括机架Ⅶ、电动推杆Ⅱ、凹座、电动推杆Ⅲ和夹板，机架Ⅶ的下端固接电动推杆Ⅱ，电动推杆Ⅱ的活动端固接凹座，凹座的上端固接电动推杆Ⅲ，电动推杆Ⅲ的活动端穿过凹座的上端，夹板固接在电动推杆Ⅲ的活动端。
所述浸泡装置还包括压缩弹簧，两个复位杆上均套有压缩弹簧，压缩弹簧的两端分别与定板和上刮板接触。
所述上刮板的下端和下刮板的上端均设有纹路。
采用上述一种碳纤维PLA复合线材制备工艺制备的碳纤维PLA复合线材，该碳纤维PLA复合线材制备原料的碳纤维颗粒份数与PLA颗粒份数比为9比1。
本发明一种碳纤维PLA复合线材制备工艺的有益效果为：
提高碳纤维PLA复合线材制备的效率。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明放卷机构和浸泡装置的整体结构示意图；
图2是本发明的部分结构示意图一；
图3是本发明的部分结构示意图二；
图4是本发明的部分结构示意图三；
图5是本发明的部分结构示意图四；
图6是本发明的部分结构示意图五；
图7是本发明的部分结构示意图六；
图8是本发明的部分结构示意图七。
图中：机架Ⅰ1；卷辊101；浸泡箱2；机架Ⅱ201；丝杠Ⅰ202；带轮Ⅰ203；机架Ⅲ3；电动推杆Ⅰ301；机架Ⅳ302；压辊303；机架Ⅴ4；限口401；定板402；复位杆403；压缩弹簧404；上刮板405；限块406；下刮板407；连接座5；丝杠Ⅱ501；带轮Ⅱ502；阶梯座503；螺栓504；机架Ⅵ6；热风机601；搭辊602；机架Ⅶ7；电动推杆Ⅱ701；凹座702；电动推杆Ⅲ703；夹板704。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式一：
如图1-8所示，一种碳纤维PLA复合线材制备工艺，包含如下步骤：
步骤一、设置放卷机构并且将浸泡装置设置在放卷机构的右侧；
步骤二、将碳纤维通过放卷机构放入浸泡装置内进行去胶；
步骤三、将去胶后的碳纤维进行烘干；
步骤四、将烘干去胶后的碳纤维进行破碎并且与PLA颗粒混合加入至挤出机中；
上述碳纤维PLA复合线材还涉及放卷机构和浸泡装置；
所述放卷机构包括机架Ⅰ1和卷辊101，机架Ⅰ1的上侧转动连接卷辊101，卷辊101通过电机Ⅰ驱动实现转动；浸泡装置包括浸泡箱2、机架Ⅲ3、电动推杆Ⅰ301、机架Ⅳ302和压辊303，浸泡箱2上端的左侧固接机架Ⅲ3，机架Ⅲ3的上端固接电动推杆Ⅰ301，电动推杆Ⅰ301的活动端穿过机架Ⅲ3的上端，机架Ⅳ302固接在电动推杆Ⅰ301的活动端，压辊303转动连接在机架Ⅳ302上。本发明对所述碳纤维、PLA颗粒和挤出机来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售的碳纤维和PLA颗粒即可。启动电机Ⅰ带动卷辊101转动，将碳纤维卷在卷辊101上，然后使电机Ⅰ反转将碳纤维的一端向右侧牵引，直至碳纤维可铺满浸泡箱2内，向浸泡箱2内加入丙酮溶液对碳纤维去胶。为避免碳纤维触底导致底面去胶效果差，可将碳纤维的右端固定在浸泡箱2的右侧，利用电动推杆Ⅰ301带动压辊303下降，使碳纤维也可铺在浸泡箱2内部的左端，充分利用浸泡箱2的大小，进而增加对碳纤维去胶面积与效率。
具体实施方式二：
如图1-8所示，所述浸泡装置还包括机架Ⅱ201、丝杠Ⅰ202、带轮Ⅰ203、机架Ⅴ4、限口401、定板402、复位杆403、上刮板405、限块406和下刮板407，浸泡箱2上端的左右两侧均固接一个机架Ⅱ201，压辊303位于两个的左侧，丝杠Ⅰ202设置有两个，每个丝杠Ⅰ202的两端分别转动连接在两个机架Ⅱ201上，两个丝杠Ⅰ202的左端均固接带轮Ⅰ203，两个带轮Ⅰ203通过传动带传动连接，其中一个丝杠Ⅰ202通过电机Ⅱ驱动实现转动，机架Ⅴ4的上侧螺纹连接在两个丝杠Ⅰ202，机架Ⅴ4下侧的前后两端均设置一个限口401，定板402固接在机架Ⅴ4内侧的前后两端，定板402位于限口401上方，定板402上滑动连接两个复位杆403，每个复位杆403的上端均固接一个限位块，所述限位块的下端与定板402的上端接触，上刮板405固接在两个复位杆403的下端，下刮板407固接在机架Ⅴ4的下端，上刮板405的下端与下刮板407的上端接触。启动所述电机Ⅱ，电机Ⅱ带动与其连接的丝杠Ⅰ202转动，通过带轮Ⅰ203和传动带的同步传动，两个丝杠Ⅰ202同步转动，两个丝杠Ⅰ202带动机架Ⅴ4左右运动，其结果是上刮板405和下刮板407可左右运动，碳纤维的右端固定在浸泡箱2的右端前穿过上刮板405和下刮板407之间，进而碳纤维固定且浸泡在丙酮溶液内时，使上刮板405和下刮板407左右运动对碳纤维上下表面进行一定的刮擦，增加去胶效率，当上刮板405和下刮板407在左右运动时也会使丙酮溶液波动，进而加快反应。
具体实施方式三：
如图1-8所示，所述浸泡装置还包括梯座503和螺栓504，梯座503设置在浸泡箱2右端的上端，梯座503的左端螺纹连接两个螺栓504。将碳纤维的右端通过螺栓504固定在梯座503上完成定位。螺栓504的下端尖锐设置，便于刺破碳纤维旋入梯座503内。
具体实施方式四：
如图1-8所示，所述浸泡装置还包括连接座5、丝杠Ⅱ501和带轮Ⅱ502，连接座5上转动连接两个丝杠Ⅱ501的下端，两个丝杠Ⅱ501的下侧均转动连接一个带轮Ⅱ502，两个带轮Ⅱ502通过传动带传动连接，梯座503螺纹连接在两个丝杠Ⅱ501上，连接座5固接在浸泡箱2的右端，其中一个丝杠Ⅱ501通过电机Ⅲ驱动实现转动。当碳纤维去胶后启动所述电机Ⅲ，电机Ⅲ带动与其连接的丝杠Ⅱ501转动，该丝杠Ⅱ501通过带轮Ⅱ502和传动带的传动连接实现两个丝杠Ⅱ501同步转动，两个丝杠Ⅱ501带动梯座503上升，此时使所述电机Ⅰ启动继续释放碳纤维，进而去胶的碳纤维被拉出浸泡箱2。
具体实施方式五：
如图1-8所示，所述浸泡装置还包括机架Ⅵ6和热风机601，机架Ⅵ6的上端固接热风机601，机架Ⅵ6设置在浸泡箱2的右侧。旋转螺栓504取下去胶的碳纤维的右端，将去胶的碳纤维的右端继续向右侧拉动，未去胶的部分进入至浸泡箱2内继续去胶，被拉出浸泡箱2去胶的碳纤维通过热风机601烘干，热风机601在市场上采购已有的产品即可。
具体实施方式六：
如图1-8所示，所述浸泡装置还包括搭辊602，搭辊602转动连接在机架Ⅵ6的上侧。将去胶的碳纤维搭在搭辊602上进行烘干使得烘干效率高。
具体实施方式七：
如图1-8所示，所述浸泡装置还包括机架Ⅶ7、电动推杆Ⅱ701、凹座702、电动推杆Ⅲ703和夹板704，机架Ⅶ7的下端固接电动推杆Ⅱ701，电动推杆Ⅱ701的活动端固接凹座702，凹座702的上端固接电动推杆Ⅲ703，电动推杆Ⅲ703的活动端穿过凹座702的上端，夹板704固接在电动推杆Ⅲ703的活动端。启动电动推杆Ⅱ701，使电动推杆Ⅱ701带动凹座702向左运动，将去胶的碳纤维的右端放置在夹板704和凹座702下端之间，启动电动推杆Ⅲ703带动夹板704下降将去胶的碳纤维的右端夹持住，然后利用电动推杆Ⅱ701带动夹板704和凹座702和向右运动将去胶的碳纤维搭在搭辊602上，然后剪切下未去胶的部分，未去胶的碳纤维的右端重新利用螺栓504安装在阶梯座503上。将去胶的碳纤维的中部搭在搭辊602上进而其两侧自然下垂，便于将多余溶液进行引流下落进行初步脱液，然后利用热风烘干，烘干使气流从上至下吹配合自然下垂的去胶的碳纤维表面，气体流动快而无阻，烘干效率高。
具体实施方式八：
如图1-8所示，所述浸泡装置还包括压缩弹簧404，两个复位杆403上均套有压缩弹簧404，压缩弹簧404的两端分别与定板402和上刮板405接触。压缩弹簧404保证上刮板405始终与碳纤维的上表面接触，保证去胶效果。
具体实施方式九：
如图1-8所示，所述上刮板405的下端和下刮板407的上端均设有纹路。纹路增加去胶效果。
具体实施方式十：
如图1-8所示，采用上述一种碳纤维PLA复合线材制备工艺制备的碳纤维PLA复合线材，该碳纤维PLA复合线材制备原料的碳纤维颗粒份数与PLA颗粒份数比为9比1。
当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种碳纤维PLA复合线材制备工艺，其特征在于，包含如下步骤：
步骤一、设置放卷机构并且将浸泡装置设置在放卷机构的右侧；
步骤二、将份数比通过放卷机构放入浸泡装置内进行去胶；
步骤三、将去胶后的碳纤维进行烘干；
步骤四、将烘干去胶后的碳纤维进行破碎并且与PLA颗粒混合加入至挤出机中；
所述放卷机构包括机架Ⅰ(1)和卷辊(101)，机架Ⅰ(1)的上侧转动连接卷辊(101)，卷辊(101)通过电机Ⅰ驱动实现转动；浸泡装置包括浸泡箱(2)、机架Ⅲ(3)、电动推杆Ⅰ(301)、机架Ⅳ(302)和压辊(303)，浸泡箱(2)上端的左侧固接机架Ⅲ(3)，机架Ⅲ(3)的上端固接电动推杆Ⅰ(301)，电动推杆Ⅰ(301)的活动端穿过机架Ⅲ(3)的上端，机架Ⅳ(302)固接在电动推杆Ⅰ(301)的活动端，压辊(303)转动连接在机架Ⅳ(302)上；
所述浸泡装置还包括机架Ⅱ(201)、丝杠Ⅰ(202)、带轮Ⅰ(203)、机架Ⅴ(4)、限口(401)、定板(402)、复位杆(403)、上刮板(405)、限块(406)和下刮板(407)，浸泡箱(2)上端的左右两侧均固接一个机架Ⅱ(201)，压辊(303)位于两个的左侧，丝杠Ⅰ(202)设置有两个，每个丝杠Ⅰ(202)的两端分别转动连接在两个机架Ⅱ(201)上，两个丝杠Ⅰ(202)的左端均固接带轮Ⅰ(203)，两个带轮Ⅰ(203)通过传动带传动连接，其中一个丝杠Ⅰ(202)通过电机Ⅱ驱动实现转动，机架Ⅴ(4)的上侧螺纹连接在两个丝杠Ⅰ(202)，机架Ⅴ(4)下侧的前后两端均设置一个限口(401)，定板(402)固接在机架Ⅴ(4)内侧的前后两端，定板(402)位于限口(401)上方，定板(402)上滑动连接两个复位杆(403)，每个复位杆(403)的上端均固接一个限位块，所述限位块的下端与定板(402)的上端接触，上刮板(405)固接在两个复位杆(403)的下端，下刮板(407)固接在机架Ⅴ(4)的下端，上刮板(405)的下端与下刮板(407)的上端接触。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维PLA复合线材制备工艺，其特征在于：所述浸泡装置还包括梯座(503)和螺栓(504)，梯座(503)设置在浸泡箱(2)右端的上端，梯座(503)的左端螺纹连接两个螺栓(504)。
3.根据权利要求2所述的一种碳纤维PLA复合线材制备工艺，其特征在于：所述浸泡装置还包括连接座(5)、丝杠Ⅱ(501)和带轮Ⅱ(502)，连接座(5)上转动连接有两个丝杠Ⅱ(501)的下端，两个丝杠Ⅱ(501)的下侧均转动连接一个带轮Ⅱ(502)，两个带轮Ⅱ(502)通过传动带传动连接，梯座(503)螺纹连接在两个丝杠Ⅱ(501)上，连接座(5)固接在浸泡箱(2)的右端，其中一个丝杠Ⅱ(501)通过电机Ⅲ驱动实现转动。
4.根据权利要求3所述的一种碳纤维PLA复合线材制备工艺，其特征在于：所述浸泡装置还包括机架Ⅵ(6)和热风机(601)，机架Ⅵ(6)的上端固接热风机(601)，机架Ⅵ(6)设置在浸泡箱(2)的右侧。
5.根据权利要求4所述的一种碳纤维PLA复合线材制备工艺，其特征在于：所述浸泡装置还包括搭辊(602)，搭辊(602)转动连接在机架Ⅵ(6)的上侧。
6.根据权利要求5所述的一种碳纤维PLA复合线材制备工艺，其特征在于：所述浸泡装置还包括机架Ⅶ(7)、电动推杆Ⅱ(701)、凹座(702)、电动推杆Ⅲ(703)和夹板(704)，机架Ⅶ(7)的下端固接电动推杆Ⅱ(701)，电动推杆Ⅱ(701)的活动端固接凹座(702)，凹座(702)的上端固接电动推杆Ⅲ(703)，电动推杆Ⅲ(703)的活动端穿过凹座(702)的上端，夹板(704)固接在电动推杆Ⅲ(703)的活动端。
7.根据权利要求6所述的一种碳纤维PLA复合线材制备工艺，其特征在于：所述浸泡装置还包括压缩弹簧(404)，两个复位杆(403)上均套有压缩弹簧(404)，压缩弹簧(404)的两端分别与定板(402)和上刮板(405)接触。
8.根据权利要求7所述的一种碳纤维PLA复合线材制备工艺，其特征在于：所述上刮板(405)的下端和下刮板(407)的上端均设有纹路。
9.根据权利要求8所述的一种碳纤维PLA复合线材制备工艺制备的碳纤维PLA复合线材，其特征在于：该碳纤维PLA复合线材碳纤维颗粒份数与PLA颗粒份数比为9比1。
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