CN113043627B - 一种多功能预浸料与片材成型一体机 - Google Patents

一种多功能预浸料与片材成型一体机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多功能预浸料与片材成型一体机，包括由前向后依次设置的多层独立展纱去浆浸润装置、除湿烘干洒粉装置、合纱纠偏机构、熔融浸渍模具、成型装置和收卷装置。本发明改良纤维表面上浆剂作用，细化纤维层与浆液料的浸润，增强纤维预浸制品浸润性，不仅避免常见的薄热塑性预浸料浸润不彻底问题，而且解决厚片材热塑性预浸料制备浸润不彻底，需要二次压合成型问题，适合纤维预浸制品的自动连续化生产，适合与多种方法制备工艺，一机多用，也可以分开单独使用，满足不断发展的工业需求，特别适合实验室研究新工艺。

Description

一种多功能预浸料与片材成型一体机
技术领域
本发明涉及纤维成型技术领域，具体涉及一种多功能预浸料与片材成型一体机。
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。粉末法预浸料是使树脂粉末均匀分散到纤维或织物上而后加热制备的预浸料。
纤维胶衣预浸料设备比较普遍，粉末法预浸料及片材成型一体设备一种新兴设备，是复合材料制品技术中必不可少的设备，特别适用于不适应熔融挤出成型的预浸料制备另外一种成型方法。
公告号为CN 204222206 U的专利说明书公开了一种单向纤维及纤维编织布进行浸渍装置，该装置单向纤维及纤维编织布进行浸渍装置，具体地说是一种多功能预浸机，设有直线式工作台架，直线型工作台架前端设有纱架组件，工作台由前向后依次设有分纱组件、放卷装置、展纱组件、浸胶组件、挤胶装置、放下纸装置、烘干炉、放上纸装置、复合装置、收上纸装置、覆膜装置、牵引装置和收卷装置。该多功能预浸机既可对单向纤维进行浸渍，也可对纤维编织布进行浸渍，且适应多种树脂体系，具有工艺简单、功能齐全、生产效率高等优点。
公开号为CN 108943772 A的专利说明书公开了一种高性能复合材料片材的快速制备方法，采用胶膜机制备快速固化树脂高精度胶膜，使用增强材料以及上下两层树脂胶膜通过预浸机复合固化成型。
公告号为CN 206598415 U的专利说明书公开了一种热塑性预浸料复合机，包括轴向延伸的直线型工作台，在直线型工作台上按照纤维束的前进方向依次设有纱架、展纱装置、脱蜡炉、上胶膜放置机构、下胶膜放置机构、胶膜与纤维丝束复合通道炉装置、制冷辊牵伸装置、分切气动刀装置和收卷装置，所述的胶膜与纤维丝束复合通道炉装置包括轴向延伸的直筒式炉体、多角度环形钢带、钢带牵引热辊、钢带传热导辊和钢带张力调节导辊。
发明内容
针对本领域存在的不足之处，本发明提供了一种多功能预浸料与片材成型一体机，改良纤维表面上浆剂作用，细化纤维层与浆液料的浸润，增强纤维预浸制品浸润性，不仅避免常见的薄热塑性预浸料浸润不彻底问题，而且解决厚片材热塑性预浸料制备浸润不彻底，需要二次压合成型问题，适合纤维预浸制品的自动连续化生产，适合与多种方法制备工艺，一机多用，也可以分开单独使用，满足不断发展的工业需求，特别适合实验室研究新工艺。
一种多功能预浸料与片材成型一体机，包括由前向后依次设置的多层独立展纱去浆浸润装置、除湿烘干洒粉装置、合纱纠偏机构、熔融浸渍模具、成型装置和收卷装置。
所述多层独立展纱去浆浸润装置各层独立控制，可横向活动，可以根据需要使用与纠偏。下述各展纱单元可保证分纱均匀。
作为优选，所述多层独立展纱去浆浸润装置的每一层均包括由前向后设置的排纱展纱装置和去浆上浆循环除泡装置。
作为优选，所述排纱展纱装置由前向后依次包括：
纱架，设有若干锭纱卷；
横向位置可调的分纱疏，用于排纱和调整纱走向位置；
多组第一展纱单元，每组第一展纱单元由一组张力辊和一组定棍组成，用于调整角度、张力和展纱宽度。
作为优选，所述去浆上浆循环除泡装置包括：
去浆干燥烘箱，用于加热去除预浸料丝束水分或表面上浆剂；
设于所述去浆干燥烘箱出口侧的上浆机构，包括槽内设有过纱辊的上浆槽，所述上浆槽内通过竖隔板分隔为底部连通的负压区和上浆区，所述上浆槽对应所述负压区的侧壁设有进液口，对应所述上浆区的侧壁设有高于所述竖隔板底端的出液口，所述负压区设有顶盖，且所述顶盖与所述上浆槽侧壁、竖隔板密封连接形成负压室，所述顶盖上设有第一抽气口；
设于所述上浆机构出口侧的第二展纱单元，由一组张力辊和一组定棍组成，用于调整张力和展纱宽度；
浆液恒液面循环除泡装置，包括高浓度溶液罐、工作罐、周转罐、负压罐和带有抽气管的真空泵，所述工作罐顶部设有第二抽气口、连接所述高浓度溶液罐出口的第一进口和连接所述周转罐出口的第二进口，底部设有连接所述进液口的出口管，所述周转罐入口通过回流管连接所述出液口；所述负压罐顶部设有连接所述抽气管的第一接口、连接所述第一抽气口的第二接口和连接所述第二抽气口的第三接口。
调整高浓度溶液罐内的高浓度浆液和用于接收回流浆液的周转罐内的低浓度回流液进入工作罐的配比，从而使得工作罐内浆液浓度恒定，为上浆槽稳定提供新的恒浓度浆液。新的恒浓度浆液从进液口进入上浆槽内的负压区，然后通过竖隔板底端和上浆槽底部的间隙进入上浆区，浸润纤维后浆液浓度降低，并从出液口回流至周转罐内，如此形成液体循环。负压室内为密闭空间，真空泵工作，负压罐、工作罐和负压室内形成负压除去液体表面泡沫，部分被吸入的液体会在负压罐内保存，以免进入真空泵导致真空泵损坏。由于负压作用，一部分泡沫破裂，另一部分被吸入负压罐，保证泡沫经过负压罐除泡变成液体。
上浆槽设有多个竖直的进液口形成横向多孔出浆，可使上浆槽内的液体整个平面均匀对流。所述出液口竖直，高于所述竖隔板底端，一方面保证出口液面与底部保持一定的液面高度，实现液面恒定高度，另一方面形成液封，使负压室密闭。
作为优选，所述上浆槽底部外侧设有超声振动发生器，内侧设有可沿所述上浆槽底面运动的防沉淀刮板。超声振动发生器和防沉淀刮板可使上浆槽内的浆液均匀，防止沉淀。
进一步优选，所述上浆区内位于所述出液口处设有可沿所述上浆槽侧壁上下运动的滤框，所述滤框内设有抖动自清洗滤网，所述滤框顶端设有用于挂在所述上浆槽侧壁顶端的防脱钩，底端设有可供所述防沉淀刮板插入从而抬升所述滤框的弧形板。利用防沉淀刮板沿上浆槽底面运动从而插入弧形板底部，进而顶推抬升带有抖动自清洗滤网的滤框，防沉淀刮板反向运动从弧形板底部抽出，带有抖动自清洗滤网的滤框由于重力作用下降，如此实现抖动自清洗滤网的上下运动，达到滤网清洗的目的。防脱钩挂在上浆槽出液口所在侧壁顶端，防止滤框移位脱落。
作为优选，所述负压室的上方设有挤浆辊，所述顶盖上表面设有用于回收所述挤浆辊挤出的浆液的回收池，所述回收池朝向所述上浆区一侧开口，利于挤浆液体回流入浆槽。
作为优选，所述高浓度溶液罐、工作罐和周转罐均带有搅拌装置；
所述搅拌装置包括伸入罐内用于搅拌液体的搅拌桨和用于控制搅拌桨运动的搅拌电机。搅拌装置可保证管内浆液均匀。
高浓度溶液罐液体经过管路、阀门、计量泵连接工作罐第一进口，根据指令开启，调节工作罐溶液浓度。高浓度溶液罐内安装有检测浓度设备，液面控制装置控制液面，底部安装有浆液输出泵。
作为优选，所述工作罐内设有用于检测罐内溶液浓度的浓度检测装置。根据周转罐的回流溶液浓度变化控制高浓度溶液罐的计量泵开闭，调和至合适工作浓度，实现恒浓度工作溶液。工作罐内安装有液面控制装置控制液面，底部安装有浆液输出泵。
作为优选，所述回流管连接所述出液口的一端截面为方形，经扩径、变形后另一端截面为圆形。出液口为方形，回流管连接出液口的一端为方形喇叭口转圆接头，保证回流管出口截面大于回流管进口截面。
作为优选，所述周转罐设有液面控制系统，用于当罐内液面达到预设高度时排出罐内液体至所述工作罐，保证泵不空载运行。
作为优选，采用液体缓冲管道连接所述周转罐出口和第二进口，所述液体缓冲管道靠近出口端向所述工作罐内侧壁弯折，且所述出口端位于所述工作罐内液面下。如此设计可避免液体缓冲管道出口端液体直接冲击工作罐液面，减少冲击产生的气泡及对液体里面检测仪器干扰。
作为优选，所述的上浆机构和浆液恒液面循环除泡装置通过泵提供浆液流转动力。
所述过纱辊与上浆槽槽底、防沉淀刮板保持一定距离，保证纱辊上的纱不受干扰。
作为优选，所述除湿烘干洒粉装置包括带有烟道的烘箱烘道，前后两端分别设有活动封闭门，内部由前向后依次设有多组第三展纱单元、洒粉装置和第四展纱单元；
所述烟道用于排出水蒸气和废气；
每组第三展纱单元由一组张力辊和一组定棍组成，用于调整张力和展纱宽度；
所述第四展纱单元由一组张力辊和一组定棍组成，用于调整张力和展纱宽度。
所述烘箱烘道内热风内循环，废气通过烟道排出。所述活动封闭门由多块活动叠加板组成，板可根据纱的位置调整固定，保证开口大小及位置合理。所述洒粉装置根据工艺需要，洒入展纱后湿的纤维面上，包括洒粉机构和用于控制洒粉机构的控制机构。
作为优选，所述合纱纠偏机构包括用于感应预浸料丝束位置的感应元件和用于接收所述感应元件信号、纠偏并调整合纱展开幅度的控制机构。
作为优选，所述熔融浸渍模具由前向后依次包括：
用于渐进式加热预浸料丝束的预加热模具，包括两块上下配合的波形加热模板；
用于熔融预浸料丝束上的热塑性材料的浸润模具，包括上下配合的上模板和下模板，所述上模板、下模板的相对面为波形面，所述下模板平行于进出口方向的两侧分别设有凸台，所述凸台的内侧壁上设有若干个竖向凹槽，所述竖向凹槽的长度等于所述凸台高度，所述上模板平行于进出口方向的两侧分别设有与所述竖向凹槽相配合的凸部；
用于保持预浸料丝束温度的过渡模唇，包括两块上下配合的模唇。
下模板凸台竖向凹槽和上模板凸部配合，大张力纱在碰到模具侧面，由于有凹凸部伸入模具侧面，预防了纤维嵌入上下模具间隙并保证成品边料的厚度提高了合格率。
所述两块模唇的相对面可为任何形状面，所述两块模唇的间距与预浸料厚度相匹配，预浸料通过所述过渡模唇时与所述模唇接触，保证预浸料热均匀度。
所述过渡模唇的出口端为定型对辊，过渡模唇的存在可缩短浸润模具和定型对辊之间的距离且保持预浸料温度。
作为优选，所述上模板和下模板入口段与水平方向的倾角为1～15度，出口段水平且长度不小于5mm，上下配合后自出口处至入口处形成0.1～3度夹角；
所述下模板入口段开口宽度沿预浸料前进方向逐渐减小至与预浸料相匹配；
所述波形面的弯曲角度为140～165度；
所述波形面自入口端至出口端，所述弯曲角度逐渐增大。
利用锥形与波形结合使纤维波峰的挤压力由小变大，吻合热塑性树脂加热软化熔融过程，利于纤维与塑性树脂熔融浸润，减少纤维与模具磨损损伤。出口段水平且长度不小于5mm有利于对预浸材料初步整形。入口段与水平方向的倾角为1～15度，且所述下模板入口段开口宽度沿预浸料前进方向逐渐减小形成防嵌纱斜面设计，以防纤维进出口嵌入模具侧面。
作为优选，所述上模板、下模板的入口端和出口端均设有圆弧形倒角，出口端设有圆弧形倒角。以防纤维进出口磨损。进一步优选，所述入口端的圆弧形倒角半径为3～10mm，所述出口端的圆弧形倒角为1～5mm。
作为优选，所述浸润模具还包括机架，所述机架包括底板、固定于所述底板上的立柱、可沿所述立柱上下运动的提升板以及用于控制所述提升板运动情况的升降机构；
所述底板上自下而上依次固设有下隔热板、下加热板和所述的下模板；
所述提升板底面自上而下依次固设有上隔热板、上加热板和所述的上模板。
作为优选，所述升降机构包括固定在所述提升板上的连杆和用于控制所述连杆升降的电机。
作为优选，所述波形加热模板的波形面的弯曲角度为165～170度。利用波形张力维持纤维展纱状态。
作为优选，所述波形加热模板的入口端和出口端均设有圆弧形倒角。进一步优选，所述入口端的圆弧形倒角半径为3～10mm，所述出口端的圆弧形倒角为1～5mm。
所述波形加热模板入口段与水平方向的倾角为1～15度。预防纤维磨损起毛。
作为优选，所述浸润模具、预加热模具之间以及浸润模具、过渡模唇之间均设有隔热垫块；
所述浸润模具和过渡模唇间距不小于5mm。一方面避免穿温，另一方面提供纤维在模具出口废气排放。
预加热模具可以根据需要和浸润模具组合或更换其他模具连接浸润模具如流延摸头等，极大的拓宽了模具的应用。
作为优选，还包括抽气装置和与所述浸润模具、过渡模唇连通的排气通道，用于排出所述浸润模具和过渡模唇加热预浸料时产生的废气。
作为优选，所述成型装置由前向后依次包括：
定型对辊，包括辊加热系统和压力辊，由电机控制所述压力辊升降和线速度，保证纤维的精度；
成型钢带压机，包括上下两组钢带，以及位于所述两组钢带间、由前向后依次设置的加热机构、定型机构和冷却机构。
作为优选，所述收卷装置包括收卷辊和控制系统，用于成品收卷。
本发明与现有技术相比，主要优点包括：本发明多功能预浸料与片材成型一体机，改良纤维表面上浆剂作用，细化纤维层与浆液料的浸润，增强纤维预浸制品浸润性，不仅避免常见的薄热塑性预浸料浸润不彻底问题，而且解决厚片材热塑性预浸料制备浸润不彻底，需要二次压合成型问题，适合纤维预浸制品的自动连续化生产，适合与多种方法制备工艺，一机多用，也可以分开单独使用，满足不断发展的工业需求，特别适合实验室研究新工艺，很好的解决了现有设备的缺陷。
附图说明
图1为实施例的多功能预浸料与片材成型一体机的结构示意图；
图2为上浆机构的结构示意图；
图3为高浓度溶液罐的结构示意图；
图4为工作罐的结构示意图；
图5为周转罐的结构示意图；
图6为负压罐的结构示意图；
图7为液体缓冲管道在工作罐内部分的结构示意图；
图8为熔融浸渍模具的结构示意图；
图9为熔融浸渍模具的下模板部分的结构示意图，箭头方向为预浸料前进方向；
图10、11为熔融浸渍模具的上模板部分的结构示意图，箭头方向为预浸料前进方向。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的操作方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。
如图1所示，本实施例的多功能预浸料与片材成型一体机，包括由前向后依次设置的多层独立展纱去浆浸润装置、除湿烘干洒粉装置、合纱纠偏机构、熔融浸渍模具、成型装置和收卷装置。
所述多层独立展纱去浆浸润装置各层独立控制，可横向活动，可以根据需要使用与纠偏。下述各展纱单元可保证分纱均匀。
所述多层独立展纱去浆浸润装置的每一层均包括由前向后设置的排纱展纱装置和去浆上浆循环除泡装置。
所述排纱展纱装置由前向后依次包括：
纱架1，设有若干锭纱卷；
横向位置可调的第一分纱疏2-1，用于排纱和调整纱走向位置；
中间初级展纱辊4-1，由一组张力辊和一组定棍组成，由电机调整控制，用于调整张力和展纱宽度；
横向位置可调的第二分纱疏2-2，用于排纱和调整纱走向位置；
多组第一展纱单元4-2，每组第一展纱单元由一组张力辊和一组定棍组成，由电机调整控制，用于调整张力和展纱宽度。
所述去浆上浆循环除泡装置包括用于加热去除预浸料丝束水分和/或表面上浆剂的去浆干燥烘箱5，设于去浆干燥烘箱5出口侧的过辊组6，设于过辊组6下游、包括上浆槽717的上浆机构7，设于上浆槽717内的过纱辊8，设于上浆机构7出口侧的第二展纱单元4-3(由一组张力辊和一组定棍组成，由电机调整控制，用于调整张力和展纱宽度)，以及浆液恒液面循环除泡装置11。过纱辊8与上浆槽717槽底、防沉淀刮板718保持一定距离，保证纱辊上的纱不受干扰。
如图2所示，循环浆槽装置包括上浆机架716和设于上浆机架716上的上浆槽717。上浆槽717内通过竖隔板720分隔为底部连通的负压区和上浆区。上浆槽717对应所述负压区的侧壁设有竖直的进液口723，对应所述上浆区的侧壁设有高于竖隔板720底端的竖直的出液口724。进液口724竖直，可使上浆槽717内的液体整个平面均匀对流。出液口724竖直且高于竖隔板720底端，一方面保证出口液面与底部保持一定的液面高度，实现液面恒定高度，另一方面形成液封，使负压室密闭。所述负压室带有负压阀，方便调整负压度。
所述负压区设有顶盖，且所述顶盖与上浆槽717侧壁、竖隔板720密封连接形成负压室，所述顶盖上设有第一抽气口713-2。所述负压室的上方设有挤浆辊721，所述顶盖上表面设有用于回收挤浆辊21挤出的浆液的回收池727，回收池727朝向所述上浆区一侧开口，利于挤浆液体回流入浆槽。回收池727的底面即为所述顶盖。
上浆槽717底部外侧设有超声振动发生器718-1，内侧设有可沿上浆槽717底面运动的防沉淀刮板718。超声振动发生器718-1和防沉淀刮板718可使上浆槽717内的浆液均匀，防止沉淀。
所述上浆区内位于出液口724处设有可沿上浆槽717侧壁上下运动的滤框，所述滤框内设有抖动自清洗滤网724-1。所述滤框顶端设有用于挂在上浆槽717侧壁顶端的U型防脱钩725，底端设有可供防沉淀刮板718插入从而抬升所述滤框的弧形板726。利用防沉淀刮板718沿上浆槽717底面运动从而插入弧形板726底部，进而顶推抬升带有抖动自清洗滤网724-1的滤框，防沉淀刮板718反向运动从弧形板底部抽出，带有抖动自清洗滤网724-1的滤框由于重力作用下降，如此实现抖动自清洗滤网724-1的上下运动，达到滤网清洗的目的。U型防脱钩725挂在上浆槽717出液口724所在侧壁顶端，防止滤框移位脱落。
浆液恒液面循环除泡装置11包括高浓度溶液罐71、工作罐72、周转罐73、负压罐74和带有抽气管的真空泵(未画出)。如图3～5所示，高浓度溶液罐71、工作罐72和周转罐73均带有搅拌装置。所述搅拌装置包括伸入罐内用于搅拌液体的搅拌桨(未画出)和用于控制搅拌桨运动的搅拌电机77-1、77-2、77-3。搅拌装置可保证管内浆液均匀。高浓度溶液罐71内液体经过出液管79-1连接工作罐72第一进口711。高浓度溶液罐71内安装有检测浓度设备，液面控制装置控制液面，底部安装有浆液输出计量泵。
工作罐72内设有用于检测罐内溶液浓度的浓度检测装置。根据周转罐73的回流溶液浓度变化控制高浓度溶液罐71的计量泵开闭，调和至合适工作浓度，实现恒浓度工作溶液。工作罐72内安装有液面控制装置控制液面，底部安装有浆液输出泵。如图4所示，工作罐顶部设有第二抽气口711-1、连接高浓度溶液罐71出液管79-1的第一进口711和连接周转罐73出液管79-3的第二进口713-1，底部设有连接进液口723的出液管79-2。工作罐72设有负压阀，方便调整负压度。
如图5所示，周转罐73底部设有出液管79-3，周转罐入口712通过回流管712-1连接出液口724。周转罐73设有液面控制系统，用于当罐内液面达到预设高度时排出罐内液体至工作罐72。
如图2所示，回流管712-1连接出液口724的一端截面为方形，经扩径、变形后另一端截面为圆形。出液口724为方形，回流管712-1连接出液口724的一端为方形喇叭口转圆接头，保证回流管712-1出口截面大于回流管712-1进口截面。
如图6所示，负压罐74顶部设有连接所述抽气管的第一接口713-3、连接第一抽气口713-2的第二接口713-4和连接第二抽气口711-1的第三接口713-5。负压罐74设有负压阀，方便调整负压度。
采用液体缓冲管道728连接周转罐出液管79-3和第二进口713-1。液体缓冲管道728的出口端伸入工作罐72内。且如图7所示，液体缓冲管道728靠近出口端向工作罐72内侧壁弯折，并且所述出口端位于工作罐72内液面下。如此设计可避免液体缓冲管道728出口端液体直接冲击工作罐2液面，减少冲击产生的气泡及对液体里面检测仪器干扰。
本实施例的上浆机构和浆液恒液面循环除泡装置的工作流程如下：调整高浓度溶液罐71内的高浓度浆液和用于接收回流浆液的周转罐73内的低浓度回流液进入工作罐72的配比，从而使得工作罐72内浆液浓度恒定，为上浆槽717稳定提供新的恒浓度浆液。新的恒浓度浆液从进液口723进入上浆槽717内的负压区，然后通过竖隔板720底端和上浆槽717底部的间隙进入上浆区，浸润纤维后浆液浓度降低，并从出液口724回流至周转罐73内，如此形成液体循环。负压室内为密闭空间，真空泵工作，负压罐74、工作罐72和负压室内形成负压除去液体表面泡沫，部分被吸入的液体会在负压罐74内保存，以免进入真空泵导致真空泵损坏。由于负压作用，一部分泡沫破裂，另一部分被吸入负压罐74，保证泡沫经过负压罐74除泡变成液体，保证制品品质。
所述除湿烘干洒粉装置包括带有烟道16的烘箱烘道15，前后两端分别设有活动封闭门13-1、13-2，内部由前向后依次设有多组第三展纱单元4-4、洒粉装置14和第四展纱单元4-5；
烟道16用于排出水蒸气和废气；
每组第三展纱单元4-4由一组张力辊和一组定棍组成，由电机调整控制，用于调整张力和展纱宽度；
第四展纱单元4-5由一组张力辊和一组定棍组成，由电机调整控制，用于调整张力和展纱宽度。
烘箱烘道15内热风内循环，废气通过烟道排出。活动封闭门13-1、13-2由多块活动叠加板组成，板可根据纱的位置调整固定，保证开口大小及位置合理。洒粉装置14根据工艺需要，洒入展纱后湿的纤维面上，包括洒粉机构和用于控制洒粉机构的控制机构。
所述合纱纠偏机构包括用于感应预浸料丝束位置的感应元件17和用于接收感应元件17信号、纠偏并调整合纱展开幅度的控制机构18。
所述熔融浸渍模具由前向后依次包括：用于渐进式加热预浸料丝束的预加热模具19、用于熔融预浸料丝束上的热塑性材料的浸润模具20和用于保持预浸料丝束温度的过渡模唇21，均带有相应的控温元件。所述控温元件可采用热电偶等控温设备，可分别独立控制浸润模具20、预加热模具19和过渡模唇21的温度。
如图8所示，浸润模具20包括机架，所述机架包括底板99-2、顶板914、穿过顶板914且固定于底板99-2上的两根立柱916、可沿立柱916上下运动的提升板99-1以及用于控制提升板99-1运动情况的升降机构。提升板99-1与立柱916之间通过滑块实现上下移动。
底板99-2上表面自下而上依次固设有下隔热板98-2、下加热板97-2和下模板96-2。
提升板99-1底面自上而下依次固设有上隔热板98-1、上加热板97-1和上模板96-1。
所述升降机构包括固定在提升板99-1上的连杆921和设于顶板914上、用于控制连杆921升降的电机915。底板99-2、下隔热板98-2、下加热板97-2和下模板96-2固定不动，电机915驱动连杆921上下运动，从而带动提升板99-1及上隔热板98-1、上加热板97-1和上模板96-1一并运动，并通过定位销930实现合模开模，方便穿纱。
上模板96-1和下模板96-2上下配合形成浸润模具模道912。如图8～11所示，上模板96-1、下模板96-2的相对面为波形面923、923-1。上模板96-1和下模板96-2入口段925、925-1与水平方向的倾角为1～15度，出口段水平且长度不小于5mm。上模板96-1和下模板96-2配合后自出口处至入口处形成0.1～3度夹角。波形面923、923-1的弯曲角度为140～165度。波形面923、923-1自入口端至出口端，所述弯曲角度逐渐增大。下模板96-2入口段925开口宽度沿预浸料前进方向逐渐减小至与预浸料相匹配。
利用锥形与波形结合使纤维波峰的挤压力由小变大，吻合热塑性树脂加热软化熔融过程，利于纤维与塑性树脂熔融浸润，减少纤维与模具磨损损伤。出口段水平且长度不小于5mm有利于对预浸材料初步整形。入口段925、925-1与水平方向的倾角为1～15度，且上模板96-1、下模板96-2入口段925-1、925开口宽度沿预浸料前进方向逐渐减小形成防嵌纱斜面设计，以防纤维嵌入模具壁。
上模板96-1、下模板96-2的入口端设有半径为3～10mm的圆弧形倒角，出口端设有半径为1～5mm的圆弧形倒角，以防纤维进出口磨损。
如图9～11所示，下模板96-2平行于进出口方向的两侧分别设有凸台924，凸台924的内侧壁上设有若干个相互平行的竖向凹槽922，竖向凹槽922的长度等于凸台924内侧壁高度。而且，其中一侧凸台924上设有定位销930。上模板96-1平行于进出口方向的两侧分别设有与竖向凹槽922相配合的凸部922-1。下模板96-2竖向凹槽922和上模板96-1凸部922-1配合，大张力纱在碰到模具侧面，由于有凹凸部，凸部922-1越过凸台924的平面内侧壁，阻挡纤维嵌入上下模具间隙，预防了纤维嵌入上下模具间隙并保证成品边料的厚度提高了合格率。
预加热模具19包括两块上下对称、配合的波形加热模板92-1、92-2，预加热板93-1、93-2以及隔热板94-1、94-2。波形加热模板92-1、92-2的波形面的弯曲角度为165～170度。利用波形张力维持纤维展纱状态。波形加热模板92-1、92-2的入口端设有半径为3～10mm的圆弧形倒角6，出口端设有半径为1～5mm的圆弧形倒角。两块波形加热模板92-1、92-2配合形成预加热模道911，且入口段与水平方向的倾角为1～15度，预防纤维磨损起毛。
过渡模唇21包括两块相互配合的上模唇919-1和下模唇919-2，上模唇919-1和下模唇919-2的相对面为光滑平面，上模唇919-1和下模唇919-2配合形成模唇模道913，上模唇919-1和下模唇919-2间距与预浸料厚度相匹配，预浸料通过模唇模道913时与上模唇919-1和下模唇919-2接触，保证预浸料热均匀度。过渡模唇21的出口端靠近定型对辊22，过渡模唇21的存在可缩短浸润模具20和定型对辊22之间的距离且保持预浸料温度。预浸料经过定型对辊22成型。
浸润模具20、预加热模具19之间以及浸润模具20、过渡模唇21之间均设有隔热垫块95。浸润模具20和过渡模唇21间距不小于5mm，一方面避免穿温，另一方面提供纤维在模具出口废气排放。预加热模具19可以根据需要和浸润模具20组合或更换其他模具连接浸润模具20如流延摸头等，极大的拓宽了模具的应用。
浸润模具20、过渡模唇21之间设有排气通道918，排气通道918一端与浸润模具20、过渡模唇21连通，另一端与所述抽气装置连通，用于排出浸润模具20和过渡模唇21加热预浸料时产生的废气。
所述成型装置由前向后依次包括：
定型对辊22，包括辊加热系统和压力辊，由电机控制所述压力辊升降和线速度，保证纤维的精度；
成型钢带压机23，包括上下两组钢带，以及位于所述两组钢带间、由前向后依次设置的加热机构24、定型机构25和冷却机构26。
所述收卷装置包括收卷辊27和控制系统，用于成品收卷。
本实施例的多功能预浸料与片材成型一体机，针对范围广、质量稳定、自动化程度高，通过调整设备功能，实现一机多用，在制件过程中通过辅助浸润，去杂质处理，提高纤维制品内在质量与表面光洁度质量、解决厚片材热塑性预浸料制备浸润不彻底，需要二次压合成型问题，适合纤维预浸制品的自动连续化生产，适合与多种方法制备工艺，一机多用，也可以分开单独使用，满足不断发展的工业需求，特别适合实验室研究新工艺。
此外应理解，在阅读了本发明的上述描述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种多功能预浸料与片材成型一体机，其特征在于，包括由前向后依次设置的多层独立展纱去浆浸润装置、除湿烘干洒粉装置、合纱纠偏机构、熔融浸渍模具、成型装置和收卷装置；
所述多层独立展纱去浆浸润装置的每一层均包括由前向后设置的排纱展纱装置和去浆上浆循环除泡装置；
所述去浆上浆循环除泡装置包括：
去浆干燥烘箱，用于加热去除预浸料丝束水分或表面上浆剂；
设于所述去浆干燥烘箱出口侧的上浆机构，包括槽内设有过纱辊的上浆槽，所述上浆槽内通过竖隔板分隔为底部连通的负压区和上浆区，所述上浆槽对应所述负压区的侧壁设有进液口，对应所述上浆区的侧壁设有高于所述竖隔板底端的出液口，所述负压区设有顶盖，且所述顶盖与所述上浆槽侧壁、竖隔板密封连接形成负压室，所述顶盖上设有第一抽气口；
设于所述上浆机构出口侧的第二展纱单元，由一组张力辊和一组定棍组成，用于调整张力和展纱宽度；
浆液恒液面循环除泡装置，包括高浓度溶液罐、工作罐、周转罐、负压罐和带有抽气管的真空泵，所述工作罐顶部设有第二抽气口、连接所述高浓度溶液罐出口的第一进口和连接所述周转罐出口的第二进口，底部设有连接所述进液口的出口管，所述周转罐入口通过回流管连接所述出液口；所述负压罐顶部设有连接所述抽气管的第一接口、连接所述第一抽气口的第二接口和连接所述第二抽气口的第三接口。
2.根据权利要求1所述的多功能预浸料与片材成型一体机，其特征在于，所述排纱展纱装置由前向后依次包括：
纱架，设有若干锭纱卷；
横向位置可调的分纱疏，用于排纱和调整纱走向位置；
多组第一展纱单元，每组第一展纱单元由一组张力辊和一组定棍组成，用于调整角度、张力和展纱宽度。
3.根据权利要求1所述的多功能预浸料与片材成型一体机，其特征在于，所述除湿烘干洒粉装置包括带有烟道的烘箱烘道，前后两端分别设有活动封闭门，内部由前向后依次设有多组第三展纱单元、洒粉装置和第四展纱单元；
所述烟道用于排出水蒸气和废气；
每组第三展纱单元由一组张力辊和一组定棍组成，用于调整张力和展纱宽度；
所述第四展纱单元由一组张力辊和一组定棍组成，用于调整张力和展纱宽度。
4.根据权利要求1所述的多功能预浸料与片材成型一体机，其特征在于，所述合纱纠偏机构包括用于感应预浸料丝束位置的感应元件和用于接收所述感应元件信号、纠偏并调整合纱展开幅度的控制机构。
5.根据权利要求1所述的多功能预浸料与片材成型一体机，其特征在于，所述熔融浸渍模具由前向后依次包括：
用于渐进式加热预浸料丝束的预加热模具，包括两块上下配合的波形加热模板；
用于熔融预浸料丝束上的热塑性材料的浸润模具，包括上下配合的上模板和下模板，所述上模板、下模板的相对面为波形面，所述下模板平行于进出口方向的两侧分别设有凸台，所述凸台的内侧壁上设有若干个竖向凹槽，所述竖向凹槽的长度等于所述凸台高度，所述上模板平行于进出口方向的两侧分别设有与所述竖向凹槽相配合的凸部；
用于保持预浸料丝束温度的过渡模唇，包括两块上下配合的模唇。
6.根据权利要求1所述的多功能预浸料与片材成型一体机，其特征在于，所述成型装置由前向后依次包括：
定型对辊，包括辊加热系统和压力辊，由电机控制所述压力辊升降和线速度；
成型钢带压机，包括上下两组钢带，以及位于所述两组钢带间、由前向后依次设置的加热机构、定型机构和冷却机构。
7.根据权利要求1所述的多功能预浸料与片材成型一体机，其特征在于，所述收卷装置包括收卷辊和控制系统，用于成品收卷。
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