CN112590057A - 一种基于热塑性树脂预浸料的连续性超薄单向带预浸机 - Google Patents

一种基于热塑性树脂预浸料的连续性超薄单向带预浸机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于热塑性树脂预浸料的连续性超薄单向带预浸机，包括，纤维筒，用于放置碳纤维、纤维牵引装置，与纤维筒相连接，用于引导碳纤维前行；纤维分丝装置，与纤维牵引装置连接，用于将碳纤维扩展为预设厚度；浸槽装置，与纤维分丝装置相连接，用于将碳纤维浸渍树脂；第一检测装置、预热箱、烘干箱、驱动装置、高温箱、热压装置及主控单元。本发明主控单元根据第一检测装置获取的碳纤维均匀度对预热箱的温度进行调节，同时根据第一检测装置获取的碳纤维厚度对热压装置的压力进行调节，以使产出的预浸料的厚度符合预设标准。

Description

一种基于热塑性树脂预浸料的连续性超薄单向带预浸机
技术领域
本发明涉及制备预浸料领域，尤其涉及一种基于热塑性树脂预浸料的连续性超薄单向带预浸机。
背景技术
预浸料是用树脂基体在严格控制的条件下浸渍连续纤维或织物，制成树脂基体与增强体的组合物，是制造复合材料的中间材料。预浸料的制备方法有干法和湿法2种。干法又有粉末法和热熔树脂法(后者又称热熔法)之分。粉末预浸料是指树脂粉末附着于纤维上,经过部分熔化,形成树脂不连续,纤维未被树脂充分浸透的一种复合物。复合材料应用领域，预浸料转化成结构件多采用铺层法。一定厚度的结构件铺层层数越多，其抗拉强度；抗弯强度等性能越高。
目前，国内多家复材生产企业推出热塑性连续碳纤维预浸料产品。它们多采用螺杆挤出熔融法制作预浸料。热塑性高分子树脂熔融后粘度大；流动性能差，树脂浸渍过程中易产生空洞与气泡。预浸料的厚度也难于控制在0.1mm以内。
发明内容
为此，本发明提供一种基于热塑性树脂预浸料的连续性超薄单向带预浸机，可以解决生产预浸料厚度难以控制的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种基于热塑性树脂预浸料的连续性超薄单向带预浸机，包括：
纤维筒，用于放置碳纤维；
纤维牵引装置，与所述纤维筒连接，用于引导碳纤维前行；
纤维分丝装置，与所述纤维牵引装置连接，用于将碳纤维扩展为预设厚度；
浸槽装置，与所述纤维分丝装置相连接，用于将碳纤维浸渍树脂；
第一检测装置，与所述浸槽装置相连接，用于检测浸渍树脂后碳纤维厚度及均匀度；
预热箱，与所述第一检测装置相连接，用于加热浸渍树脂后碳纤维；
烘干箱，与所述预热箱相连接，用于烘干加热后的浸渍树脂后碳纤维；
驱动装置，与所述烘干箱相连接，用于牵引烘干后的浸渍树脂后碳纤维；
高温箱，与所述驱动装置相连接，用于加热牵引后的浸渍树脂后碳纤维；
热压装置，与所述高温箱相连接，与所述驱动装置连接，用于热压浸渍树脂后碳纤维；
主控单元，与所述第一检测装置、所述驱动装置、所述预热箱、所述高温箱和所述热压装置通过无线连接，所述主控单元根据第一检测装置获取的碳纤维均匀度对预热箱的温度进行调节，同时根据第一检测装置获取的碳纤维厚度对热压装置的压力进行调节，以使产出的预浸料的厚度符合预设标准；
所述主控单元通过设置的第一检测装置获取浸渍树脂后碳纤维厚度Ks，与预设的厚度值相比较，对所述热压装置的压力值Fi进行选取和调节；所述主控单元获取浸渍树脂后碳纤维均匀度YD与预设的均匀度标准值比较，对所述预热箱温度Ti进行选取和调节，以使产出的预浸料的厚度达到预设标准。
进一步地，所述第一检测装置包括若干个超声波传感器，其中，第一超声波传感器设置于所述浸槽装置内部，靠近所述预热箱一侧，所述第一超声波传感器，在ta时间时获取的浸渍树脂后碳纤维厚度Ks1，第二超声波传感器设置于距第一超声波传感器靠近所述纤维分丝装置L处，L为超声波传感器预设间隔距离，在ta时间时，其获取的浸渍树脂后碳纤维厚度为Ks2，等距离设置第i超声波传感器，在ta时间时，获取所述第i超声波传感器设置位置处浸渍树脂后碳纤维厚度Ksi，所述主控单元获取浸渍树脂后碳纤维厚度Ks，Ks=(Ks1+Ks2+···+Ksi)/i。
进一步地，所述主控单元预设碳纤维厚度K，第一预设碳纤维厚度K1、第二预设碳纤维厚度K2、第三预设碳纤维厚度K3，所述主控单元预设所述热压装置压力参数F，第一预设所述热压装置压力参数F1、第二预设所述热压装置压力参数F2、第三预设所述热压装置压力参数F3、第四预设所述热压装置压力参数F4，所述第一超声波传感器获取浸渍树脂后碳纤维实时厚度为Ks，
当Ks≤K1，所述主控单元选取第一预设所述热压装置压力参数F1为所述热压装置压力参数；
当K1＜Ks≤K2，所述主控单元选取第二预设所述热压装置压力参数F2为所述热压装置压力参数；
当K2＜Ks≤K3，所述主控单元选取第三预设所述热压装置压力参数F3为所述热压装置压力参数。
进一步地，所述主控单元获取的获取浸渍树脂后碳纤维实时厚度Ks大于第三预设碳纤维厚度K3，所述主控单元对所述驱动装置的动力DF降低至DF’，其中，DF’=DF×(1-(Ks-K3)/K3)。
进一步地，所述主控单元预设碳纤维标准厚度K0，所述主控单元对所述热压装置压力参数Fi进行调节,主控单元设置热压装置压力调节参数Fj,
当Ks≤K0，所述主控单元对所述热压装置压力参数Fi增加至至Fi’,Fi’=Fi×(1+Ks/K0×Fj);
当Ks＞K0，所述主控单元对所述热压装置压力参数Fi降低至Fi’,Fi’=Fi×(1-（Ks-K0）/K0×Fj) 。
进一步地，所述主控单元预设碳纤维标准厚度K0，通过所述第一检测装置获取浸渍树脂后碳纤维均匀度YD，其中，YD=(|Ks1-Ks2|+|Ks3-Ks2|+···+|Ksi-Ksn|)/(i×K0)，其中，i为所述第一检测装置中所述超声波传感器个数，n为（i-1）个传感器，即，第i个超声波传感器前一个超声波传感器。
进一步地，所述主控单元预设浸渍树脂后碳纤维均匀度Y，第一预设均匀度Y1、第二预设均匀度Y2、第三预设均匀度Y3，所述主控单元预设预热箱温度T，第一预设所述预热箱温度T1、第二预设所述预热箱温度T2、第三预设所述预热箱温度T3、第四预设所述预热箱温度T4，所述主控单元获取实时均匀度YD，
当YD≤Y1，所述主控单元选取第一预设所述预热箱温度T1为预热箱温度参数；
当Y1＜YD≤Y2，所述主控单元选取第二预设所述预热箱温度T2为预热箱温度参数；
当Y2＜YD≤Y3，所述主控单元选取第三预设所述预热箱温度T3为预热箱温度参数；
当YD＞Y3，所述主控单元选取第四预设所述预热箱温度T4为预热箱温度参数。
进一步地，所述主控单元设置浸渍树脂后碳纤维标准均匀度YD0，所述主控单元将所述预热箱的温度Ti调节至Ti’，所述主控单元设置预热箱温度调节参数Tj，其中，
当YD≥YD0，所述主控单元将所述预热箱温度Ti增加至Ti’，Ti’=Ti×（1+（YD-YD0）2/YD0×Tj）;
当YD＜YD0，所述主控单元将所述预热箱温度Ti降低至Ti’，Ti’=Ti(1-（YD-YD0）2/YD0×Tj)。
进一步地，所述主控单元设置预热箱温度调节参数Tj ，所述主控单元根据所述驱动装置动力对预热箱温度调节参数Tj进行调节，所述主控单元获取预热箱温度调节参数Tj’，Tj’=Tj×(1+(DF-DF’)/DF)。
进一步地，所述主控单元设置所述热压装置压力调节参数Fj，主控单元设置所述预热箱标准温度T0，主控单元根据获取的预热箱实时温度Ti’和预热箱标准温度相比较，获取实时热压装置压力调节参数Fj’,其中，
当Ti’≥T0，所述主控单元将所述热压装置压力调节参数Fj增加至Fj’,Fj’=Fj×(1+(Ti’-T0)/T0)；
当Ti’＜T0，所述主控单元将所述热压装置压力调节参数Fj降低至Fj’,Fj’=Fj×(1-(T0-Ti’)/T0)。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明设置主控单元，主控单元根据第一检测装置获取的碳纤维均匀度对预热箱的温度进行调节，同时根据第一检测装置获取的碳纤维厚度对热压装置的压力进行调节，以使产出的预浸料的厚度符合预设标准；
尤其，本发明在第一检测装置内设置多个超声波传感器，根据全部超声波传感器测量的其位置处的碳纤维厚度的平均值获取该段时间碳纤维厚度，以便经过主控单元的调控，使产出的碳纤维厚度达到预设标准。
尤其，本发明对碳纤维厚度设置三个明确的划分标准,K1,K2,K3，同时对热压装置压力参数设置三个明确的划分标准，F1，F2，F3，主控单元根据实时厚度与预设的碳纤维厚度作比较，选取对应的热压装置压力参数，方便调控。
尤其，本发明设置主控单元获取的浸渍树脂后碳纤维实时厚度超过预设最大厚度值，主控单元判定仅通过调节热压装置压力参数已无法使浸渍树脂后碳纤维的厚度达到预设厚度，因此本发明设置主控单元对驱动装置的动力大小进行降低处理，以使浸渍树脂后碳纤维的厚度小于预设最大厚度值，进而进行热压装置参数调节。
尤其，本发明设置浸渍树脂后碳纤维标准厚度，及热压装置压力调节参数，根据主控单元获取的实时浸渍树脂后碳纤维与标准厚度相比较，对选取的热压装置压力参数进行动态调节，以使调节量达到最优的控制节点。
尤其，本发明根据设置的多个超声波传感器获取浸渍树脂后碳纤维均匀度，同时设置三个均匀度划分标准，根据实时获取的均匀度与预设的均匀度相比较，主控单元选取预热箱温度参数，方便对预热箱温度进行调控。
尤其，本发明设置预热箱温度调节参数，根据实时获取的浸渍树脂后碳纤维均匀度与预设标准值相比较，对选取的预热箱温度进行升高或降低的调节，以使预热箱温度的调节更准确。
尤其，本发明设置的驱动装置的动力被改变后，对预热箱温度调节参数进行升高调节，以使预热箱的温度升高，便于提高浸渍树脂后碳纤维的均匀度。本发明根据主控单元获取的预热箱实时温度与预设的预热箱标准温度相比较，对热压装置压力调节参数进行升高或降低的动态调节，以使预热箱的温度达到最优的控制节点。
附图说明
图1为发明实施例基于热塑性树脂预浸料的连续性超薄单向带预浸机结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的
是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1所示，其为本发明实施例基于热塑性树脂预浸料的连续性超薄单向带预浸机，包括，纤维筒1，用于放置碳纤维；纤维牵引装置2，与所述纤维筒1连接，用于引导碳纤维前行；纤维分丝装置3，与所述纤维牵引装置2连接，用于将碳纤维扩展为预设厚度；浸槽装置4，与所述纤维分丝装置3相连接，用于将碳纤维浸渍树脂；第一检测装置5，与所述浸槽装置4相连接，用于检测浸渍树脂后碳纤维厚度及均匀度；预热箱6，与所述第一检测装置5相连接，用于加热浸渍树脂后碳纤维；烘干箱7，与所述预热箱6相连接，用于烘干加热后的浸渍树脂后碳纤维；驱动装置8，与所述烘干箱7相连接，用于牵引烘干后的浸渍树脂后碳纤维；高温箱9，与所述驱动装置8相连接，用于加热牵引后的浸渍树脂后碳纤维；热压装置10，与所述高温箱9相连接，与所述驱动装置8连接，用于热压浸渍树脂后碳纤维；主控单元，与所述第一检测装置5、所述驱动装置8、所述预热箱6、所述高温箱9和所述热压装置10通过无线连接，所述主控单元根据第一检测装置5获取的碳纤维均匀度对预热箱的温度进行调节，同时根据第一检测装置5获取的碳纤维厚度对热压装置10的压力进行调节，以使产出的预浸料的厚度符合预设标准；所述主控单元通过设置的第一检测装置5获取浸渍树脂后碳纤维厚度Ks，与预设的厚度值相比较，对所述热压装置10的压力值Fi进行选取和调节；所述主控单元获取浸渍树脂后碳纤维均匀度YD与预设的均匀度标准值比较，对所述预热箱6温度Ti进行选取和调节，以使产出的预浸料的厚度达到预设标准。
具体而言，所述基于热塑性树脂材料预浸料的超薄单向带预浸机，还包括单向带牵引装置11，与所述热压装置相连接，由两个包缠橡胶层的牵引轮组成，单向带绕过牵引轮以包角形式牵动单向带预浸料前行；还包括单向带预浸料收卷装置12，与所述单向带牵引装置11相连接，采用双收卷轴结构，第一收卷轴收卷的同时，第二收卷轴处于准备状态。
所述第一检测装置5包括若干个超声波传感器，其中，第一超声波传感器设置于所述浸槽装置内部，靠近所述预热箱一侧，所述第一超声波传感器，在ta时间段内获取的浸渍树脂后碳纤维厚度Ks1，第二超声波传感器设置于距第一超声波传感器靠近所述纤维分丝装置L处，L为超声波传感器预设间隔距离，在ta时间段内，其获取的浸渍树脂后碳纤维厚度为Ks2，等距离设置第i超声波传感器，在ta时间时，获取所述第i超声波传感器设置位置处浸渍树脂后碳纤维厚度Ksi，所述主控单元获取浸渍树脂后碳纤维厚度Ks，Ks=(Ks1+Ks2+···+Ksi)/i。
具体而言，本发明实施例采用超声波传感器作为第一检测装置对碳纤维厚度进行检测，本领域技术人员可以理解的是，本发明对第一检测装置不作限定，可以是超声波传感器，也可以是厚度测量装置或是位移传感器均可，只要能够满足对浸渍树脂后的碳纤维厚度进行测量即可。同时本发明实施例对浸渍树脂后碳纤维厚度的获取方式进行设定，即，在第一检测装置内等距离设置多个超声波传感器，或其他能够检测厚度的装置，通过对某时间时，对处于第一检测装置内的浸渍树脂后碳纤维的厚度取平均数，使得浸渍树脂后碳纤维厚度获取结果更为科学。同时，本发明还提出另一个能够获取某时间段内浸渍树脂后碳纤维厚度的方法，即，第一检测装置内设置一个超声波传感器，所述主控单元获取t1时间时该超声波传感器位置处浸渍树脂后碳纤维厚度Ks1，经过△t时间段，获取t2时间时，该超声波传感器位置处浸渍树脂后碳纤维厚度Ks2，在t2时间的基础上，经过△t时间段，获取t3时间时，该超声波传感器位置处浸渍树脂后碳纤维厚度Ks3···，每隔△t时间段，获取tn时间时，该超声波传感器位置处浸渍树脂后碳纤维厚度Ksn，所述所述主控单元获取浸渍树脂后碳纤维厚度Ks，Ks=(Ks1+Ks2+···+Ksn)/n。
尤其，本发明在第一检测装置5内设置多个超声波传感器，根据全部超声波传感器测量的其位置处的碳纤维厚度的平均值获取该段时间碳纤维厚度，以便经过主控单元的调控，使产出的碳纤维厚度达到预设标准。
所述主控单元预设碳纤维厚度K，第一预设碳纤维厚度K1、第二预设碳纤维厚度K2、第三预设碳纤维厚度K3，所述主控单元预设所述热压装置10压力参数F，第一预设所述热压装置压力参数F1、第二预设所述热压装置压力参数F2、第三预设所述热压装置压力参数F3、第四预设所述热压装置压力参数F4，所述第一超声波传感器获取浸渍树脂后碳纤维实时厚度为Ks，
当Ks≤K1，所述主控单元选取第一预设所述热压装置压力参数F1为所述热压装置压力参数；
当K1＜Ks≤K2，所述主控单元选取第二预设所述热压装置压力参数F2为所述热压装置压力参数；
当K2＜Ks≤K3，所述主控单元选取第三预设所述热压装置压力参数F3为所述热压装置压力参数。
尤其，本发明对碳纤维厚度设置三个明确的划分标准,K1,K2,K3，同时对热压装置压力参数设置三个明确的划分标准，F1，F2，F3，主控单元根据实时厚度与预设的碳纤维厚度作比较，选取对应的热压装置压力参数，方便调控。
所述主控单元获取的获取浸渍树脂后碳纤维实时厚度Ks大于第三预设碳纤维厚度K3，所述主控单元对所述驱动装置的动力DF降低至DF’，其中，DF’=DF×(1-(Ks-K3)/K3)。
尤其，本发明设置主控单元获取的浸渍树脂后碳纤维实时厚度超过预设最大厚度值，主控单元判定仅通过调节热压装置压力参数已无法使浸渍树脂后碳纤维的厚度达到预设厚度，因此本发明设置主控单元对驱动装置的动力大小进行降低处理，以使浸渍树脂后碳纤维的厚度小于预设最大厚度值，进而进行热压装置参数调节。
所述主控单元预设碳纤维标准厚度K0，所述主控单元对所述热压装置压力参数Fi进行调节,主控单元设置热压装置压力调节参数Fj,
当Ks≤K0，所述主控单元对所述热压装置压力参数Fi增加至至Fi’,Fi’=Fi×(1+Ks/K0×Fj);
当Ks＞K0，所述主控单元对所述热压装置压力参数Fi降低至Fi’,Fi’=Fi×(1-（Ks-K0）/K0×Fj)。
尤其，本发明设置浸渍树脂后碳纤维标准厚度，及热压装置压力调节参数，根据主控单元获取的实时浸渍树脂后碳纤维与标准厚度相比较，对选取的热压装置压力参数进行动态调节，以使调节量达到最优的控制节点。
所述主控单元预设碳纤维标准厚度K0，通过所述第一检测装置获取浸渍树脂后碳纤维均匀度YD，其中，YD=(|Ks1-Ks2|+|Ks3-Ks2|+···+|Ksi-Ksn|)/(i×K0)，其中，i为所述第一检测装置中所述超声波传感器个数，n为（i-1）个传感器，即，第i个超声波传感器前一个超声波传感器。
所述主控单元预设浸渍树脂后碳纤维均匀度Y，第一预设均匀度Y1、第二预设均匀度Y2、第三预设均匀度Y3，所述主控单元预设预热箱温度T，第一预设所述预热箱温度T1、第二预设所述预热箱温度T2、第三预设所述预热箱温度T3、第四预设所述预热箱温度T4，所述主控单元获取实时均匀度YD，
当YD≤Y1，所述主控单元选取第一预设所述预热箱温度T1为预热箱温度参数；
当Y1＜YD≤Y2，所述主控单元选取第二预设所述预热箱温度T2为预热箱温度参数；
当Y2＜YD≤Y3，所述主控单元选取第三预设所述预热箱温度T3为预热箱温度参数；
当YD＞Y3，所述主控单元选取第四预设所述预热箱温度T4为预热箱温度参数。
尤其，本发明根据设置的多个超声波传感器获取浸渍树脂后碳纤维均匀度，同时设置三个均匀度划分标准，根据实时获取的均匀度与预设的均匀度相比较，主控单元选取预热箱温度参数，方便对预热箱温度进行调控。
所述主控单元设置浸渍树脂后碳纤维标准均匀度YD0，所述主控单元将所述预热箱的温度Ti调节至Ti’，所述主控单元设置预热箱温度调节参数Tj，其中，
当YD≥YD0，所述主控单元将所述预热箱温度Ti增加至Ti’，Ti’=Ti×（1+（YD-YD0）2/YD0×Tj）;
当YD＜YD0，所述主控单元将所述预热箱温度Ti降低至Ti’，Ti’=Ti(1-（YD-YD0）2/YD0×Tj)。
尤其，本发明设置预热箱温度调节参数，根据实时获取的浸渍树脂后碳纤维均匀度与预设标准值相比较，对选取的预热箱温度进行升高或降低的调节，以使预热箱温度的调节更准确。
所述主控单元设置预热箱温度调节参数Tj ，所述主控单元根据所述驱动装置动力对预热箱温度调节参数Tj进行调节，所述主控单元获取预热箱温度调节参数Tj’，Tj’=Tj×(1+(DF-DF’)/DF)。
尤其，本发明设置的驱动装置的动力被改变后，对预热箱温度调节参数进行升高调节，以使预热箱的温度升高，便于提高浸渍树脂后碳纤维的均匀度。
所述主控单元设置所述热压装置压力调节参数Fj，主控单元设置所述预热箱标准温度T0，主控单元根据获取的预热箱实时温度Ti’和预热箱标准温度相比较，获取实时热压装置压力调节参数Fj’,其中，
当Ti’≥T0，所述主控单元将所述热压装置压力调节参数Fj增加至Fj’,Fj’=Fj×(1+(Ti’-T0)/T0)；
当Ti’＜T0，所述主控单元将所述热压装置压力调节参数Fj降低至Fj’,Fj’=Fj×(1-(T0-Ti’)/T0)。
尤其，本发明根据主控单元获取的预热箱实时温度与预设的预热箱标准温度相比较，对热压装置压力调节参数进行升高或降低的动态调节，以使预热箱的温度达到最优的控制节点。
具体而言，本发明实施例纤维筒1，纤维筒包括单束纤维筒架、单束纤维筒和磁粉制动器，由与单束纤维筒同轴的磁粉制动器的驱动实现释放纤维的张力调整；纤维牵引装置2主要是将碳纤维沿前进方向绕过两个外包橡胶的轮盘形成大包角牵引纤维前行；纤维分丝装置3，采用两维高频微抖动原理，通过纤维分丝内设置的两个轴，在使用中，通过主控单元对两轴的进行上下微动，碳纤维沿着轴向微动，实现单束纤维展宽成预定厚度的单向带；浸槽装置4，浸槽装置内充满浸渍树脂，树脂为PEEK粉末与水混合，形成混浊液；第一检测装置5，包含有若干超声波传感器，用于检测浸渍树脂后碳纤维的厚度和均匀度；预热箱6，其内设置有温控装置，可以根据主控单元的调节实时控制预热箱的温度；烘干箱7，用于烘干达到预设厚度的浸渍树脂后碳纤维；驱动装置8，为防止烘干后的纤维单向带厚度变小，设置主驱动装置导轴，便于将烘干后的浸渍树脂后碳纤维移出烘干箱；高温箱9，用于加热烘干后的浸渍树脂后的碳纤维；热压装置10，用于将调整成预设厚度的浸渍树脂后的碳纤维进行热压，达到预定厚度的碳纤维；单向带牵引装置11，由两个包缠橡胶层的牵引轮组成，单向带绕过牵引轮以包角形式牵动单向带碳纤维前行；单向带预浸料收卷装置12，预浸料收卷采用双收卷轴结构，一个收卷轴在收卷，另一个收卷轴处于准备状态。在主控单元控制下均实现恒张力收卷。
本发明实施例使用时，单束碳纤维从纤维筒内穿过，在磁粉制动器的带动下进行厚度调整，同时在纤维牵引装置的引导线进行移动，随后碳纤维进入纤维分丝装置，将碳纤维进行分丝处理，分丝后的碳纤维进入浸槽装置，穿过由PEEK和水制备而成的混合液，进入第一检测装置进行定量检测，随后沾满定量粉末的纤维在预热箱的高温加热处理下，PEEK粉末熔融于毛细纤维表面与毛细纤维之间，混浊液和碳纤维融合后在驱动装置的带动下来到高温箱进行高温处理，高温处理后的浸渍树脂后碳纤维在热压装置的处理下，将预浸料压制成预设厚度的超薄单向带预浸料，随后经单向带牵引装置和单向带预浸料收卷装置的带动下完成收卷。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于热塑性树脂预浸料的连续性超薄单向带预浸机，其特征在于，包括：
纤维筒，用于放卷碳纤维；
纤维牵引装置，与所述纤维筒相连接，用于引导碳纤维前行；
纤维分丝装置，与所述纤维牵引装置相连接，用于将碳纤维扩展为预设厚度；
浸槽装置，与所述纤维分丝装置相连接，用于将碳纤维浸渍树脂；
第一检测装置，与所述浸槽装置相连接，用于检测浸渍树脂后碳纤维厚度及均匀度；
预热箱，与所述第一检测装置相连接，用于加热浸渍树脂后碳纤维；
烘干箱，用于烘干浸渍树脂后碳纤维；
驱动装置，与所述烘干箱相连接，用于牵引烘干后的浸渍树脂后碳纤维前行；
高温箱，与所述驱动装置相连接，用于加热牵引后的浸渍树脂后碳纤维；
热压装置，与所述高温箱相连接，与所述驱动装置连接，用于热压浸渍树脂后碳纤维；
主控单元，与所述第一检测装置、所述驱动装置、所述预热箱、所述高温箱和所述热压装置通过无线连接，所述主控单元根据第一检测装置获取的碳纤维均匀度对预热箱的温度进行调节，同时根据第一检测装置获取的碳纤维厚度对热压装置的压力进行调节，以使产出的预浸料的厚度符合预设标准；
所述主控单元通过设置的第一检测装置获取浸渍树脂后碳纤维厚度Ks，与预设的厚度值相比较，对所述热压装置的压力值Fi进行选取和调节；所述主控单元获取浸渍树脂后碳纤维均匀度YD与预设的均匀度标准值比较，对所述预热箱温度Ti进行选取和调节，以使产出的预浸料的厚度达到预设标准。
2.根据权利要求1所述的基于热塑性树脂预浸料的连续性超薄单向带预浸机，其特征在于，所述第一检测装置包括若干个超声波传感器，其中，第一超声波传感器设置于所述浸槽装置内部，靠近所述预热箱一侧，所述第一超声波传感器，在ta时间时获取的浸渍树脂后碳纤维厚度Ks1，第二超声波传感器设置于距第一超声波传感器靠近所述纤维分丝装置L处，L为超声波传感器预设间隔距离，在ta时间时，其获取的浸渍树脂后碳纤维厚度为Ks2，等距离设置第i超声波传感器，在ta时间时，获取所述第i超声波传感器设置位置处浸渍树脂后碳纤维厚度Ksi，所述主控单元获取浸渍树脂后碳纤维厚度Ks，Ks=(Ks1+Ks2+···+Ksi)/i。
3.根据权利要求2所述的基于热塑性树脂预浸料的连续性超薄单向带预浸机，其特征在于，所述主控单元预设碳纤维厚度K，第一预设碳纤维厚度K1、第二预设碳纤维厚度K2、第三预设碳纤维厚度K3，所述主控单元预设所述热压装置压力参数F，第一预设所述热压装置压力参数F1、第二预设所述热压装置压力参数F2、第三预设所述热压装置压力参数F3、第四预设所述热压装置压力参数F4，所述第一超声波传感器获取浸渍树脂后碳纤维实时厚度为Ks，
当Ks≤K1，所述主控单元选取第一预设所述热压装置压力参数F1为所述热压装置压力参数；
当K1＜Ks≤K2，所述主控单元选取第二预设所述热压装置压力参数F2为所述热压装置压力参数；
当K2＜Ks≤K3，所述主控单元选取第三预设所述热压装置压力参数F3为所述热压装置压力参数。
4.根据权利要求3所述的基于热塑性树脂预浸料的连续性超薄单向带预浸机，其特征在于，所述主控单元获取的获取浸渍树脂后碳纤维实时厚度Ks大于第三预设碳纤维厚度K3，所述主控单元对所述驱动装置的动力DF降低至DF’，其中，DF’=DF×(1-(Ks-K3)/K3)。
5.根据权利要求2所述的基于热塑性树脂预浸料的连续性超薄单向带预浸机，其特征在于，所述主控单元预设碳纤维标准厚度K0，所述主控单元对所述热压装置压力参数Fi进行调节,主控单元设置热压装置压力调节参数Fj,
当Ks≤K0，所述主控单元对所述热压装置压力参数Fi增加至至Fi’,设定Fi’=Fi×(1+Ks/K0×Fj);
当Ks＞K0，所述主控单元对所述热压装置压力参数Fi降低至Fi’,设定Fi’=Fi×(1-（Ks-K0）/K0×Fj) 。
6.根据权利要求3所述的基于热塑性树脂预浸料的连续性超薄单向带预浸机，其特征在于，所述主控单元预设碳纤维标准厚度K0，通过所述第一检测装置获取浸渍树脂后碳纤维均匀度YD，其中，YD=(|Ks1-Ks2|+|Ks3-Ks2|+···+|Ksi-Ksn|)/(i×K0)，其中，i为所述第一检测装置中所述超声波传感器个数，n为（i-1）个传感器，第i个超声波传感器前一个超声波传感器。
7.根据权利要求5所述的基于热塑性树脂预浸料的连续性超薄单向带预浸机，其特征在于，所述主控单元预设浸渍树脂后碳纤维均匀度Y，第一预设均匀度Y1、第二预设均匀度Y2、第三预设均匀度Y3，所述主控单元预设预热箱温度T，第一预设所述预热箱温度T1、第二预设所述预热箱温度T2、第三预设所述预热箱温度T3、第四预设所述预热箱温度T4，所述主控单元获取实时均匀度YD，
当YD≤Y1，所述主控单元选取第一预设所述预热箱温度T1为预热箱温度参数；
当Y1＜YD≤Y2，所述主控单元选取第二预设所述预热箱温度T2为预热箱温度参数；
当Y2＜YD≤Y3，所述主控单元选取第三预设所述预热箱温度T3为预热箱温度参数；
当YD＞Y3，所述主控单元选取第四预设所述预热箱温度T4为预热箱温度参数。
8.根据权利要求5所述的基于热塑性树脂预浸料的连续性超薄单向带预浸机，其特征在于，所述主控单元设置浸渍树脂后碳纤维标准均匀度YD0，所述主控单元将所述预热箱的温度Ti调节至Ti’，所述主控单元设置预热箱温度调节参数Tj，其中，
当YD≥YD0，所述主控单元将所述预热箱温度Ti增加至Ti’，Ti’=Ti×（1+（YD-YD0）2/YD0×Tj）;
当YD＜YD0，所述主控单元将所述预热箱温度Ti降低至Ti’，Ti’=Ti(1-（YD-YD0）2/YD0×Tj)。
9.根据权利要求8所述的基于热塑性树脂预浸料的连续性超薄单向带预浸机，其特征在于，所述主控单元设置预热箱温度调节参数Tj，所述主控单元根据所述驱动装置动力对预热箱温度调节参数Tj进行调节，所述主控单元获取预热箱温度调节参数Tj’，Tj’=Tj×(1+(DF-DF’)/DF)。
10.根据权利要求9所述的基于热塑性树脂预浸料的连续性超薄单向带预浸机，其特征在于，所述主控单元设置所述热压装置压力调节参数Fj，主控单元设置所述预热箱标准温度T0，主控单元根据获取的预热箱实时温度Ti’和预热箱标准温度相比较，获取实时热压装置压力调节参数Fj’,其中，
当Ti’≥T0，所述主控单元将所述热压装置压力调节参数Fj增加至Fj’,Fj’=Fj×(1+(Ti’-T0)/T0)；
当Ti’＜T0，所述主控单元将所述热压装置压力调节参数Fj降低至Fj’,Fj’=Fj×(1-(T0-Ti’)/T0)。
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