CN1824874A - 一种用于纤维缠绕成型的无辊浸胶方法及设备 - Google Patents
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Abstract
一种用于纤维缠绕成型的无辊浸胶方法及设备，属于复合材料纤维缠绕成型技术领域。由以下步骤组成：将树脂胶液置于密闭贮胶器中，通过带有流量控制阀的输胶管输入浸胶器，浸胶器的浸液通道是出口处向上倾斜的，且浸液通道宽度正好能保证纤维束只与胶液接触，不与其他固体部件接触平直通过，纤维束通过浸胶器时进行浸胶，浸胶器中多余的胶液自动流入下方的集胶器中得以收集。这样从根本上消除了现有浸胶技术中纤维与浸胶辊接触时造成的粘附损伤，并且易于控制胶液浓度和浸渍纤维束的含胶量，尤其适用于高模量碳纤维缠绕成型工艺中的浸胶过程。
Description
一技术领域
本发明涉及一种用于纤维缠绕成型的无辊浸胶方法及设备，属于复合材料纤维缠绕成型
技术领域。
二背景技术
纤维缠绕成型技术是实现复合材料自动化成型的重要手段之一，在先进复合材料结构制造中应用极为广泛，有着相当重要的地位。浸胶是纤维缠绕制造工艺中的重要环节，决定了缠绕纱的浸透程度、含胶量大小和纤维强度的损失量。现有的浸胶方式主要有两种：沉浸式浸胶和表面擦胶式浸胶。沉浸式浸胶适用于低粘度胶液的浸胶，浸胶均匀，含胶量主要靠调整胶液粘度和挤胶辊间距控制；表面擦胶式浸胶适用于中等粘度胶液的浸胶，含胶量主要通过调整刮胶刀与浸胶辊的间距来控制。
对于高模量的碳纤维，使用前述两种浸胶方式存在以下共同缺点：由于胶液的粘附作用，纤维与浸胶辊接触时起毛粘着损伤情况较为严重，造成浸胶过程中纤维的严重损伤，使浸胶后束纱的强度明显降低，并且影响缠绕工艺、降低缠绕制品的质量。为减少高模量碳纤维的浸胶损伤，现行的解决办法就是尽可能降低缠绕张力以降低损伤，但并不能从根本上解决问题，并且由于缠绕张力很低，增加了后续工艺的复杂性。
三发明内容
为了解决在高模量碳纤维缠绕成型工艺过程中现有浸胶方式容易造成纤维损伤的问题，本发明专利提出一种用于纤维缠绕成型的无辊浸胶方法及设备。
一种用于纤维缠绕成型的无辊浸胶方法，其特征在于由以下步骤组成：
(1)、将胶液加入到贮存容器中；
(2)、贮存容器中的胶液通过带有控制阀的输胶管输入到浸胶器中；
(3)、使纤维束平直的通过浸胶器中的狭长的浸液通道进行浸胶，且使纤维束只与胶液接触，不与其他固体部件接触；
(4)、浸胶器中多余的胶液能自动流入集胶器中得以收集。
一种用于纤维缠绕成型的无辊浸胶设备，其特征在于：所述设备由密闭贮胶器，带有流量控制阀的输胶管，通过输胶管与密闭贮胶器相连通的浸胶器组成，并且浸胶器的浸液通道是出口处向上倾斜的，且浸液通道宽度正好能保证纤维束只与胶液接触，不与其他固体部件接触平直通过。该设备还包括一个置于浸胶器下方的集胶器。
本发明的优点：由于取消了浸胶辊，纤维束在浸胶过程中只与胶液接触，与其它固体部件保持非接触状态，并且由于胶液本身存在润滑的作用，可以从根本上消除现有浸胶技术中纤维与浸胶辊接触时造成的粘附损伤；浸胶过程中胶液浓度易于控制，提高了纤维缠绕成型的工艺性能；浸渍纤维束的含胶量均匀可控，能够显著提高成型制品的质量；浸胶系统集成，操作条件好，清洗容易，环境污染较小。
四附图说明
图1是本发明提供的设备的结构示意图。
图1中标号名称：1.密闭贮胶器，2.输胶管，3.流量控制阀，4.纤维束，5浸胶器，6.集胶器。
五具体实施方式
根据图1所示，本发明的用于纤维缠绕成型的无辊浸胶设备包括作为胶液贮存容器的密闭贮胶器1、带有流量控制阀3的输胶管2、通过输胶管2与密闭贮胶器1相连通并具有一个允许纤维束4通过的通道的浸胶器5、一个置于浸胶器2下方的集胶器6。并且浸胶器5的浸液通道是出口处向上倾斜的，以使得胶液流入浸胶器5的时候，基本上处于纤维束入口附近。另外，浸液通道宽度正好能保证纤维束4只与胶液接触，不与其他固体部件接触，且平直通过。
下面结合图1对本发明的用于纤维缠绕成型的无辊浸胶方法做进一步的阐述：
根据所用树脂的工艺性能和最后成形的复合材料的质量要求，将树脂调配成合适粘度和浓度的胶液，将胶液存储于密闭贮胶器1中。密闭贮胶器1在靠近底面处开孔，并与输胶管2相通。为了防止胶液所含溶剂对输胶管2造成腐蚀，输胶管2应选用耐腐蚀的材料如聚四氟乙烯等制作。在输胶管2上带有流量控制阀3，以实现输胶管2的通断和控制胶液的流量。输胶管2另外一端与浸胶器5的出口处相连通(根据纤维束4走向，定义浸胶器5中纤维束4进入的一端为入口，纤维束4导出的一端为出口)。密闭贮胶器1中的胶液与浸胶器5中的胶液之间存在压力差，在压力作用下，密闭贮胶器1中的胶液经输胶管2进入浸胶器5。浸胶器5具有一个允许纤维束4通过的狭长通道，通道足够宽，以保证纤维束4可平直通过，并且入口处内径小于出口处内径。浸胶器5的高度及仰俯角度可调。浸胶器5被放置呈一定的角度，使通道出口处向上倾斜。在浸胶器5中胶液流向与纤维束4的走向相反，并且由于通道的入口处内径较小，在表面张力作用下，胶液在通道的入口处形成一定长度的浸胶段。纤维束4在张力作用下穿过浸胶器5的通道，与胶液接触而完成浸胶，并且该过程中不接触其它的固体部件。多余的胶液从浸胶器5的入口流下，在置于下方的集胶器6中收集，经过重新调配获得所需浓度的胶液后，可以加入密闭贮胶器1中重复使用。
在浸胶器5中，浸胶段的长度可以通过流量控制阀3控制胶液流量来调节，并由此可以调节纤维束4的被浸渍程度，以控制复合材料成形制品含胶量。
Claims (3)
1、一种用于纤维缠绕成型的无辊浸胶方法，其特征在于由以下步骤组成：
(1)、将胶液加入到贮存容器中；
(2)、贮存容器中的胶液通过带有控制阀的输胶管输入到浸胶器中；
(3)、使纤维束平直的通过浸胶器中的狭长的浸液通道进行浸胶，且使纤维束只与胶液接触，与其他固体部件非接触；
(4)、浸胶器中多余的胶液能自动流入集胶器中得以收集。
2、一种用于纤维缠绕成型的无辊浸胶设备，其特征在于：所述设备由密闭贮胶器(1)，带有流量控制阀(3)的输胶管(2)，通过输胶管(2)与密闭贮胶器(1)相连通的浸胶器(5)组成，且浸胶器(5)的浸液通道是出口处向上倾斜的，且浸液通道宽度正好能保证纤维束(4)只与胶液接触，与其他固体部件非接触平直通过。
3、根据权利要求2所述的设备，其特征在于：还包括一个置于浸胶器(2)下方的集胶器(6)。
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| CN113103461A (zh) * | 2021-04-08 | 2021-07-13 | 江苏国富氢能技术装备股份有限公司 | 用于纤维湿法缠绕工艺的纤维无损浸胶装置 |
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