CN113696518A - 一种干纤维带复合生产设备及其生产工艺 - Google Patents

一种干纤维带复合生产设备及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种干纤维带复合生产设备及其生产工艺，其中设备包括：放卷组件，对碳纤维带进行放卷；预热组件，对放卷出的碳纤维带进行预热；静电增加器，对加热后的碳纤维带增加静电；喷粉组件，对碳纤维带喷树脂粉剂，树脂粉剂被碳纤维带静电吸附；加热组件，吸附有树脂粉剂的碳纤维带从加热组件经过，树脂粉剂受热熔化；碳毡熔喷器，设置在加热组件之后，且对碳纤维带其中一面熔喷碳毡；压合组件，将碳纤维带和碳毡进行热压合；收卷组件，对固化成型后的碳纤维带进行收卷。本发明中，能够有效的防止碳纤维带上纤维散开，从而增加碳纤维带的使用寿命，保证了碳毡的复合效果，增加了产品质量。

Description

一种干纤维带复合生产设备及其生产工艺
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种干纤维带复合生产设备及其生产工艺。
背景技术
碳纤维制品是由碳纤维与树脂、金属、陶瓷等材料复合而成的碳纤维复合材料所制成的产品，碳纤维制品在航天、军工、电子等诸多领域都有着很广泛的应用。
航空用碳纤维带在生产时，需要将碳纤维布切成一条一条的带状片体，而对碳纤维布进行切割后，在碳纤维带的使用过程中，其中的纤维容易散掉，从而影响碳纤维带的力学性能与产品质量。
鉴于上述问题的存在，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种干纤维带复合生产设备及其生产工艺，使其更具有实用性。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明提供了一种干纤维带复合生产设备及其生产工艺，从而有效解决背景技术中的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种干纤维带复合生产设备，包括：
放卷组件，所述放卷组件对碳纤维带进行放卷；
预热组件，所述预热组件对放卷出的所述碳纤维带进行预热；
静电增加器，所述静电增加器对加热后的所述碳纤维带增加静电；
喷粉组件，所述喷粉组件对所述碳纤维带喷树脂粉剂，所述树脂粉剂被所述碳纤维带静电吸附；
加热组件，吸附有树脂粉剂的所述碳纤维带从所述加热组件经过，所述树脂粉剂受热熔化；
碳毡熔喷器，所述碳毡熔喷器设置在所述加热组件之后，且对所述碳纤维带其中一面熔喷碳毡；
压合组件，所述压合组件将所述碳纤维带和所述碳毡进行热压合；
收卷组件，所述收卷组件对固化成型后的碳纤维带进行收卷。
进一步地，所述喷粉组件包括第一喷枪和第二喷枪，所述第一喷枪和第二喷枪分别对所述碳纤维带两个面喷树脂粉剂，所述第一喷枪和第二喷枪转动设置。
进一步地，所述碳纤维带在所述喷粉组件处倾斜设置，且与竖直方向夹角为
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，所述第一喷枪对所述碳纤维带上表面喷树脂粉剂，所述第二喷枪对所述碳纤维带下表面喷树脂粉剂，所述第一喷枪与竖直方向夹角为
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE002
，所述第二喷枪与竖直方向夹角为
Figure DEST_PATH_IMAGE003
。
进一步地，所述夹角
Figure 849453DEST_PATH_IMAGE001
范围为
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE004
，所述夹角
Figure 422386DEST_PATH_IMAGE002
范围为
Figure DEST_PATH_IMAGE005
，所述夹角
Figure 857915DEST_PATH_IMAGE003
范围为
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE006
。
进一步地，所述第一喷枪在竖直方向的高度高于所述第二喷枪在竖直方向的高度。
进一步地，所述放卷组件设置有多个，多个所述放卷组件放卷出的所述碳纤维带并列运动。
本发明还包括一种干纤维带复合生产工艺，包括如下步骤：
对碳纤维带进行放卷；
将放卷出的碳纤维带进行预加热，使其受热定型；
增加碳纤维带上的静电；
对碳纤维带喷树脂粉剂，树脂粉剂通过静电吸附于碳纤维带上；
将碳纤维带加热，使树脂粉剂受热熔化；
在碳纤维带其中一个面上熔喷碳毡；
对碳纤维带和碳毡进行热压合；
待其冷却固化成型后，对其收卷。
进一步地，在对碳纤维带喷树脂粉剂时，碳纤维带倾斜设置与竖直方向夹角为
Figure 394070DEST_PATH_IMAGE001
，通过第一喷枪和第二喷枪分别对碳纤维带的上表面和下表面喷树脂粉剂，第一喷枪与竖直方向夹角为
Figure 926551DEST_PATH_IMAGE002
，第二喷枪与竖直方向夹角为
Figure 686697DEST_PATH_IMAGE003
。
进一步地，在设备刚启动时，第一喷枪水平设置，此时夹角
Figure 412119DEST_PATH_IMAGE002
为90°，第二喷枪竖直设置，此时夹角
Figure 814282DEST_PATH_IMAGE003
为0°；
随着设备运行，第一喷枪和第二喷枪转动调整角度，待正常运行后，第一喷枪夹角
Figure 686423DEST_PATH_IMAGE002
从90°转动至
Figure DEST_PATH_IMAGE007
；第二喷枪夹角
Figure 335579DEST_PATH_IMAGE003
从0°转动至
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE008
。
进一步地，第一喷枪在竖直的高度高于第二喷枪在竖直方向的高度，当第一喷枪夹角
Figure 745701DEST_PATH_IMAGE002
为90°，第二喷枪夹角
Figure 685975DEST_PATH_IMAGE003
为0°时，第一喷枪和第二喷枪喷的树脂粉剂落在碳纤维带上的范围，其最高点相同。
本发明的有益效果为：本发明通过设置放卷组件、预热组件、静电增加器、喷粉组件、加热组件、碳毡熔喷器、压合组件和收卷组件，在碳纤维带上复合一层碳毡，能够有效的防止碳纤维带上纤维散开，从而增加碳纤维带的使用寿命，通过喷树脂粉剂通过静电吸附的方式，能够有效的增加树脂位于碳纤维带上的均匀性，保证了碳毡的复合效果，通过在碳纤维带上熔喷碳毡的方式，避免了传统方式中碳纤维带和碳毡的偏移的问题，增加了产品质量和使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实施例的正面视图；
图2为第一喷枪和第二喷枪的位置角度示意图；
图3为设备开始运行时第一喷枪和第二喷枪喷树脂粉剂的范围；
图4为本实施例的结构示意图。
附图标记：1、放卷组件；2、预热组件；3、静电增加器；4、喷粉组件；41、第一喷枪；42、第二喷枪；5、加热组件；6、碳毡熔喷器；7、压合组件；8、收卷组件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，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。
在本发明的描述中，需要说明的是，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，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1至4所示：一种干纤维带复合生产设备，包括：
放卷组件1，放卷组件1对碳纤维带进行放卷；
预热组件2，预热组件2对放卷出的碳纤维带进行预热；
静电增加器3，静电增加器3对加热后的碳纤维带增加静电；
喷粉组件4，喷粉组件4对碳纤维带喷树脂粉剂，树脂粉剂被碳纤维带静电吸附；
加热组件5，吸附有树脂粉剂的碳纤维带从加热组件5经过，树脂粉剂受热熔化；
碳毡熔喷器6，碳毡熔喷器6设置在加热组件5之后，且对碳纤维带其中一面熔喷碳毡；
压合组件7，压合组件7将碳纤维带和碳毡进行热压合；
收卷组件8，收卷组件8对固化成型后的碳纤维带进行收卷。
通过设置放卷组件1、预热组件2、静电增加器3、喷粉组件4、加热组件5、碳毡熔喷器6、压合组件7和收卷组件8，在碳纤维带上复合一层碳毡，能够有效的防止碳纤维带上纤维散开，从而增加碳纤维带的使用寿命，通过喷树脂粉剂通过静电吸附的方式，能够有效的增加树脂位于碳纤维带上的均匀性，保证了碳毡的复合效果，通过在碳纤维带上熔喷碳毡的方式，避免了传统方式中碳纤维带和碳毡的偏移的问题，增加了产品质量和使用寿命。
在本实施例中，喷粉组件4包括第一喷枪41和第二喷枪42，第一喷枪41和第二喷枪42分别对碳纤维带两个面喷树脂粉剂，第一喷枪41和第二喷枪42转动设置。
通过设置第一喷枪41和第二喷枪42，第一喷枪41和第二喷枪42分别对碳纤维带两个面喷树脂粉剂，从而保证树脂粉剂在后续加热熔化后对碳纤维带的浸润效果，通过将第一喷枪41和第二喷枪42转动设置，可以对喷树脂粉剂的角度进行调整，以适应不同的生产环境。
作为上述实施例的优选，碳纤维带在喷粉组件4处倾斜设置，且与竖直方向夹角为α，第一喷枪41对碳纤维带上表面喷树脂粉剂，第二喷枪42对碳纤维带下表面喷树脂粉剂，第一喷枪41与竖直方向夹角为β，第二喷枪42与竖直方向夹角为γ。
由于喷树脂粉剂时，树脂粉剂受到重力和静电吸附力的影响，喷出去的树脂粉剂其运动轨迹呈弧形，为了使碳纤维带上的树脂粉剂喷的更均匀，使碳纤维带倾斜设置。同时，由于设备刚启动时，树脂粉剂喷的范围内，碳纤维带沿运动方向的前端处只能被喷一下，然后就运动出了树脂粉剂喷的范围，而后面的碳纤维带则可以喷一段时间，往往前端的树脂粉剂粘附的较少，在后续生产时，往往为不合格品需要切除，从而浪费了生产原料，增加了生产成本，所以为了减少此处生产原材料的浪费，所以，将第一喷枪41和第二喷枪42的角度调整至一个特殊角度，等后续正常后，再调整回来。
其中，夹角α范围为0<α<90°，夹角β范围为(90°-α)≤β≤90°，夹角γ范围为0≤γ≤(90°-α)，在设备刚启动时，第一喷枪41水平设置，此时夹角β为90°，第二喷枪42竖直设置，此时夹角γ为0°；随着设备运行，第一喷枪41和第二喷枪42转动调整角度，待正常运行后，第一喷枪41夹角β从90°转动至90°-α；第二喷枪42夹角γ从0°转动至90°-α。
由于碳纤维带倾斜设置，第一喷枪41在设备刚启动时，水平设置，此时，喷出的树脂粉剂由于重力和吸附力的作用，在碳纤维带上表面的前端更密集，使得前端的树脂粉剂更多；第二喷枪42竖直设置，可以使喷出的树脂粉剂在碳纤维带下表面的前端更密集，使得前端的树脂粉剂更多，从而避免了此处的浪费。随着设备的正常运行，第一喷枪41和第二喷枪42逐渐旋转至与碳纤维带垂直的角度，在后续正常生产中，保证树脂喷洒的均匀性。
作为上述实施例的优选，第一喷枪41在竖直方向的高度高于第二喷枪42在竖直方向的高度。
由于第一喷枪41和第二喷枪42的初始角度不同，为了保证设备刚启动时第一喷枪41和第二喷枪42在碳纤维带前端的喷洒范围一致，所以将第一喷枪41在竖直方向的高度高于第二喷枪42在竖直方向的高度，使的第一喷枪41和第二喷枪42在初始喷洒树脂时，使喷的树脂落在碳纤维带上的范围内，其最高点相同，从而保证第一喷枪41和第二喷枪42在碳纤维带前端的喷洒范围一致，保证了此处的复合效果。
在本实施例中，放卷组件1设置有多个，多个放卷组件1放卷出的碳纤维带并列运动。
通过设置多个放卷组件1，从而在生产时可以一次对多根碳纤维带进行复合生产，提高了生产效率，减少了生产成本。
本实施例中还包括一种干纤维带复合生产工艺，包括如下步骤：
对碳纤维带进行放卷；
将放卷出的碳纤维带进行预加热，使其受热定型；
增加碳纤维带上的静电；
对碳纤维带喷树脂粉剂，树脂粉剂通过静电吸附于碳纤维带上；
将碳纤维带加热，使树脂粉剂受热熔化；
在碳纤维带其中一个面上熔喷碳毡；
对碳纤维带和碳毡进行热压合；
待其冷却固化成型后，对其收卷。
通过在碳纤维带上复合一层碳毡，能够有效的防止碳纤维带上纤维散开，从而增加碳纤维带的使用寿命，通过喷树脂粉剂通过静电吸附的方式，能够有效的增加树脂位于碳纤维带上的均匀性，保证了碳毡的复合效果，通过在碳纤维带上熔喷碳毡的方式，避免了传统方式中碳纤维带和碳毡的偏移的问题，增加了产品质量和使用寿命。
由于喷树脂粉剂时，树脂粉剂受到重力和静电吸附力的影响，喷出去的树脂粉剂其运动轨迹呈弧形，为了使碳纤维带上的树脂粉剂喷的更均匀，使碳纤维带倾斜设置。同时，由于设备刚启动时，树脂粉剂喷的范围内，碳纤维带沿运动方向的前端处只能被喷一下，然后就运动出了树脂粉剂喷的范围，而后面的碳纤维带则可以喷一段时间，往往前端的树脂粉剂粘附的较少，在后续生产时，往往为不合格品需要切除，从而浪费了生产原料，增加了生产成本，所以为了减少此处生产原材料的浪费，所以，将第一喷枪41和第二喷枪42的角度调整至一个特殊角度，等后续正常后，再调整回来。
在本实施例中，在对碳纤维带喷树脂粉剂时，碳纤维带倾斜设置与竖直方向夹角为α，通过第一喷枪41和第二喷枪42分别对碳纤维带的上表面和下表面喷树脂粉剂，第一喷枪41与竖直方向夹角为β，第二喷枪42与竖直方向夹角为γ。
其中，在设备刚启动时，第一喷枪41水平设置，此时夹角β为90°，第二喷枪42竖直设置，此时夹角γ为0°；随着设备运行，第一喷枪41和第二喷枪42转动调整角度，待正常运行后，第一喷枪41夹角β从90°转动至90°-α；第二喷枪42夹角γ从0°转动至90°-α。
由于碳纤维带倾斜设置，第一喷枪41在设备刚启动时，水平设置，此时，喷出的树脂粉剂由于重力和吸附力的作用，在碳纤维带上表面的前端更密集，使得前端的树脂粉剂更多；第二喷枪42竖直设置，可以使喷出的树脂粉剂在碳纤维带下表面的前端更密集，使得前端的树脂粉剂更多，从而避免了此处的浪费。随着设备的正常运行，第一喷枪41和第二喷枪42逐渐旋转至与碳纤维带垂直的角度，在后续正常生产中，保证树脂喷洒的均匀性。
作为上述实施例的优选，第一喷枪41在竖直的高度高于第二喷枪42在竖直方向的高度，当第一喷枪41夹角β为90°，第二喷枪42夹角γ为0°时，第一喷枪41和第二喷枪42喷的树脂粉剂落在碳纤维带上的范围，其最高点相同。
由于第一喷枪41和第二喷枪42的初始角度不同，为了保证设备刚启动时第一喷枪41和第二喷枪42在碳纤维带前端的喷洒范围一致，所以将第一喷枪41在竖直方向的高度高于第二喷枪42在竖直方向的高度，使的第一喷枪41和第二喷枪42在初始喷洒树脂时，使喷的树脂落在碳纤维带上的范围内，其最高点相同，从而保证第一喷枪41和第二喷枪42在碳纤维带前端的喷洒范围一致，保证了此处的复合效果。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种干纤维带复合生产设备，其特征在于，包括：
放卷组件，所述放卷组件对碳纤维带进行放卷；
预热组件，所述预热组件对放卷出的所述碳纤维带进行预热；
静电增加器，所述静电增加器对加热后的所述碳纤维带增加静电；
喷粉组件，所述喷粉组件对所述碳纤维带喷树脂粉剂，所述树脂粉剂被所述碳纤维带静电吸附；
加热组件，吸附有树脂粉剂的所述碳纤维带从所述加热组件经过，所述树脂粉剂受热熔化；
碳毡熔喷器，所述碳毡熔喷器设置在所述加热组件之后，且对所述碳纤维带其中一面熔喷碳毡；
压合组件，所述压合组件将所述碳纤维带和所述碳毡进行热压合；
收卷组件，所述收卷组件对固化成型后的碳纤维带进行收卷。
2.根据权利要求1所述的干纤维带复合生产设备，其特征在于，所述喷粉组件包括第一喷枪和第二喷枪，所述第一喷枪和第二喷枪分别对所述碳纤维带两个面喷树脂粉剂，所述第一喷枪和第二喷枪转动设置。
3.根据权利要求2所述的干纤维带复合生产设备，其特征在于，所述碳纤维带在所述喷粉组件处倾斜设置，且与竖直方向夹角为
Figure 36905DEST_PATH_IMAGE001
，所述第一喷枪对所述碳纤维带上表面喷树脂粉剂，所述第二喷枪对所述碳纤维带下表面喷树脂粉剂，所述第一喷枪与竖直方向夹角为
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，所述第二喷枪与竖直方向夹角为
Figure 325804DEST_PATH_IMAGE003
。
4.根据权利要求3所述的干纤维带复合生产设备，其特征在于，所述夹角
Figure DEST_PATH_IMAGE004
范围为
Figure 963502DEST_PATH_IMAGE005
，所述夹角
Figure 441888DEST_PATH_IMAGE002
范围为
Figure DEST_PATH_IMAGE006
，所述夹角
Figure 475572DEST_PATH_IMAGE003
范围为
Figure 263268DEST_PATH_IMAGE007
。
5.根据权利要求4所述的干纤维带复合生产设备，其特征在于，所述第一喷枪在竖直方向的高度高于所述第二喷枪在竖直方向的高度。
6.根据权利要求1所述的干纤维带复合生产设备，其特征在于，所述放卷组件设置有多个，多个所述放卷组件放卷出的所述碳纤维带并列运动。
7.一种干纤维带复合生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
对碳纤维带进行放卷；
将放卷出的碳纤维带进行预加热，使其受热定型；
增加碳纤维带上的静电；
对碳纤维带喷树脂粉剂，树脂粉剂通过静电吸附于碳纤维带上；
将碳纤维带加热，使树脂粉剂受热熔化；
在碳纤维带其中一个面上熔喷碳毡；
对碳纤维带和碳毡进行热压合；
待其冷却固化成型后，对其收卷。
8.根据权利要求7所述的干纤维带复合生产工艺，其特征在于，在对碳纤维带喷树脂粉剂时，碳纤维带倾斜设置与竖直方向夹角为
Figure 461031DEST_PATH_IMAGE001
，通过第一喷枪和第二喷枪分别对碳纤维带的上表面和下表面喷树脂粉剂，第一喷枪与竖直方向夹角为
Figure 930059DEST_PATH_IMAGE002
，第二喷枪与竖直方向夹角为
Figure DEST_PATH_IMAGE008
。
9.根据权利要求8所述的干纤维带复合生产工艺，其特征在于，在设备刚启动时，第一喷枪水平设置，此时夹角
Figure 552670DEST_PATH_IMAGE002
为90°，第二喷枪竖直设置，此时夹角
Figure 996421DEST_PATH_IMAGE003
为0°；
随着设备运行，第一喷枪和第二喷枪转动调整角度，待正常运行后，第一喷枪夹角
Figure 399589DEST_PATH_IMAGE002
从90°转动至
Figure 485357DEST_PATH_IMAGE009
；第二喷枪夹角
Figure 24791DEST_PATH_IMAGE003
从0°转动至
Figure DEST_PATH_IMAGE010
。
10.根据权利要求9所述的干纤维带复合生产工艺，其特征在于，第一喷枪在竖直的高度高于第二喷枪在竖直方向的高度，当第一喷枪夹角
Figure 108285DEST_PATH_IMAGE002
为90°，第二喷枪夹角
Figure 264329DEST_PATH_IMAGE003
为0°时，第一喷枪和第二喷枪喷的树脂粉剂落在碳纤维带上的范围，其最高点相同。
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