CN206484923U - 一种复合材料生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种复合材料生产装置，所述生产装置包括控制装置(9)、加料装置(1)、纤维保温柜、纤维切割装置、双螺杆挤出机(3)、计量切断装置(4)、输送机(5)、机器人(6)和模压机；所述控制装置分别用于控制加料装置、纤维保温柜、纤维切割装置、双螺杆挤出机、计量切断装置、输送机、机器人和模压机，所述双螺杆挤出机(3)包括料筒(31)、搅拌装置(11)、驱动装置和加热管，所述料筒(31)上开设有喂料口(34)，所述料筒内设置有第一螺杆和第二螺杆，所述第一螺杆与第二螺杆之间具有容纳物料的间隙；所述搅拌装置位于所述喂料口处，所述搅拌装置用于对输入料筒内的物料进行搅拌。本实用新型结构简单，运行效率高。

Description

一种复合材料生产装置

技术领域

本实用新型涉及复合材料生产装置领域，尤其涉及一种复合材料生产装置。

背景技术

当今使用的各类材料普遍存在笨重，比如生产汽车的外壳采用铁皮，因为材料笨重，耗油多而且不够环保。现有技术中有采用轻质高强复合材料来替代传统的金属材料和工程塑料，具有减轻车体重量和保障安全的优势。因此，针对上述轻质高强复合材料，有必要发明一套生产装置来完成其生产。

因此，有必要提供一种新的技术方案。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型提供一种复合材料生产装置，其结构简单，运行效率高。

为实现上述目的，本实用新型的一种复合材料生产装置，所述复合材料生产装置包括：

控制装置、加料装置、纤维保温柜、纤维切割装置、双螺杆挤出机、计量切断装置、输送机、机器人和模压机；

所述控制装置分别用于控制加料装置、纤维保温柜、纤维切割装置、双螺杆挤出机、计量切断装置、输送机、机器人和模压机；

所述加料装置和纤维切割装置的出料口分别与所述双螺杆挤出机的进料口连接，所述纤维保温柜的出料口与所述纤维切割装置的入料口连接，所述双螺杆挤出机、计量切断装置、输送机、机器人和模压机依次连接；

所述双螺杆挤出机包括料筒、搅拌装置、驱动装置和加热管，所述加热管位于料筒内；

所述料筒上开设有喂料口，所述料筒内设置有第一螺杆和第二螺杆，所述第一螺杆与第二螺杆之间具有容纳物料的间隙；

所述搅拌装置位于所述喂料口处，所述搅拌装置用于对输入料筒内的物料进行搅拌；

所述驱动装置位于所述料筒的一端并用于驱动所述第一螺杆和第二螺杆转动。

进一步地，所述第一螺杆和所述第二螺杆沿相同的方向旋转；所述第一螺杆和第二螺杆轴中心距为60mm；所述第一螺杆和第二螺杆上的螺槽比值D/d分别为1.52；所述第一螺杆和第二螺杆的螺槽深度分别为12.25mm。

进一步地，所述加热管的数量为多根，且均沿所述料筒的轴向设置。

进一步地，多根所述加热管均匀分布于所述料筒内轴向筒壁。

进一步地，所述搅拌装置包括叶轮、搅拌杆和电机，所述叶轮设置于所述搅拌杆的顶端，所述电机设置于所述搅拌杆的另一端；

所述叶轮伸入所述喂料口内，且所述叶轮的旋转平面与所述喂料口的开口相对。

进一步地，所述叶轮的旋转平面与所述喂料口之间的距离为10-25cm。

进一步地，所述叶轮的旋转平面与所述喂料口之间的距离为15cm。

进一步地，所述生产装置还包括成品仓，所述成品仓与所述模压机连接。

进一步地，所述计量切断装置包括切刀，所述切刀为氮化钢切刀，切刀的深度0.3～0.6mm，切刀的表面硬度740HV以上。

进一步地，所述控制装置包括第一质量检测模块、温度检测模块、长度检测模块、位置检测模块和中央处理器，所述第一质量检测模块、温度检测模块、长度检测模块、第二质量检测模块、位置检测模块分别与所述中央处理器连接；

所述第一质量检测模块用于检测加料装置加入的树脂混合料的质量；

所述温度检测模块用于检测纤维保温柜中长纤维的温度；

所述长度检测模块用于检测所述纤维切割装置切割的纤维的长度；

所述第二质量检测装置用于检测所述双螺杆挤出机的坯料的质量；

所述位置检测模块用于检测所述输送机输送的产品的位置；

所述中央处理器用于根据坯料的质量控制所述计量切断装置切断所述双螺杆挤出机的坯料，并根据产品的位置信息控制所述机器人将所述输送机上的产品搬运至所述模压机上。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

(1)本实用新型的复合材料生产装置，其通过控制装置实时监控生产线装置，降低了产品的不良率，提高了生产效率。

(2)本实用新型的复合材料生产装置，其设置搅拌装置，使得树脂混合料和纤维混合均匀，提高生产的复合材料的强度。

(3)本实用新型的复合材料生产装置，其结构简单，运行效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本实用新型复合材料生产装置的结构示意图；

图2为图1中料筒的剖视示意图；

图3为本实用新型复合材料生产装置的流程示意图。

其中，1-加料装置，2-纤维切割装置，3-双螺杆挤出机、31-料筒，32-第一螺杆，33-第二螺杆，34-喂料口，4-计量切断装置，5-输送机，6-机器人，7-模压机，8-成品仓，9-控制装置，10-驱动装置，11-搅拌装置，111-电机，112-搅拌杆，113-叶轮，12-纤维保温柜。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

请参阅图1和图2，图1为本实用新型复合材料生产装置的结构示意图；图2为图1中料筒的剖视示意图。如图1和图2所示，所述复合材料生产装置包括控制装置9、加料装置1、纤维保温柜12、纤维切割装置2、双螺杆挤出机3、计量切断装置4、输送机5、机器人6和模压机7。

所述控制装置9分别用于控制加料装置1、纤维保温柜12、纤维切割装置2、双螺杆挤出机3、计量切断装置4、输送机5、机器人6和模压机7。

所述加料装置1和纤维切割装置2的出料口分别与所述双螺杆挤出机3的进料口连接，所述纤维保温柜12的出料口与所述纤维切割装置2的入料口连接，所述双螺杆挤出机3、计量切断装置4、输送机5、机器人6和模压机7依次连接。

所述双螺杆挤出机3包括料筒31、搅拌装置11、驱动装置10和加热管(未图示)，所述加热管均位于料筒31内。

所述料筒31上开设有喂料口34，所述料筒31内设置有第一螺杆32和第二螺杆33，所述第一螺杆32与第二螺杆33之间具有容纳物料的间隙。所述第一螺杆32和所述第二螺杆33沿相同的方向旋转。所述第一螺杆的直径和第二螺杆的直径分别为71.5mm；第一螺杆和第二螺杆长径比分别为32/1；第一螺杆和第二螺杆的最高转速分别为螺杆最高转速500rpm；第一螺杆和第二螺杆的传动速比为i＝3；所述第一螺杆和第二螺杆轴中心距为60mm；所述第一螺杆和第二螺杆上的螺槽比值D/d分别为1.52；所述第一螺杆和第二螺杆的螺槽深度分别为12.25mm。

所述输送机5包括输送带(未图示)和保温管(未图示)，所述输送带位于所述保温管内，所述输送带上设置有多个网孔(未图示)，输送带用网带结构，保证坯料不粘网带、阻止散热。所述保温管内设置有第二加热管(未图示)，所述第二加热管均匀分布于所述保温管的内部。本实用新型的输送机采用链传动，可在工艺要求范围内无级调速。

所述搅拌装置11位于所述喂料口34处，所述搅拌装置11用于对输入料筒31内的物料进行搅拌。

所述加热管的数量为多根，且均沿所述料筒31的轴向设置。在一个优选的实施例中，多根所述加热管均匀分布于所述料筒31内轴向筒壁。

所述驱动装置10位于所述料筒31的一端并用于驱动所述第一螺杆32和第二螺杆33转动。

所述搅拌装置11包括叶轮113、搅拌杆112和电机111，所述叶轮113设置于所述搅拌杆112的顶端，所述电机111设置于所述搅拌杆112的另一端；所述叶轮113伸入所述喂料口34内，且所述叶轮113的旋转平面与所述喂料口34的开口相对。所述叶轮113的旋转平面与所述喂料口34之间的距离为10-25cm。在一个优选的实施例中，所述叶轮113的旋转平面与所述喂料口34之间的距离为15cm。

所述生产装置还包括成品仓8，所述成品仓8与所述模压机7连接。所述计量切断装置4包括切刀，所述切刀为氮化钢切刀，切刀的深度0.3～0.6mm，切刀的表面硬度740HV以上。

请参阅图3，图3为本实用新型复合材料生产装置的流程示意图。如图3所示，所述纤维保温柜12对输入其中的长纤维进行保温，所述加料装置1用于向双螺杆挤出机3中输入树脂混合料，所述纤维切割装置2用于向双螺杆挤出机3中输入切割的纤维，所述搅拌装置10对树脂混合料和纤维进行均匀搅拌，同时所述加热管用于对树脂混合料加热，使得树脂混合料熔融，树脂混合料和纤维混合后经所述双螺杆挤出机3挤出成型为坯料，所述计量切断装置4对输出的坯料进行定量切断，所述输送机5对切断后的坯料进行输送，所述机器人6抓取输送机5上的坯料，并将坯料放入模压机7中，所述模压机7对坯料进行挤压得到成型产品，所述机器人6抓取成型产品放入成品仓8中。

在一个实施例中，所述控制装置包括第一质量检测模块、温度检测模块、长度检测模块、位置检测模块和中央处理器，所述第一质量检测模块、温度检测模块、长度检测模块、第二质量检测模块、位置检测模块分别与所述中央处理器连接。

所述第一质量检测模块用于检测加料装置加入的树脂混合料的质量；所述温度检测模块用于检测纤维保温柜中长纤维的温度；所述长度检测模块用于检测所述纤维切割装置切割的纤维的长度；所述第二质量检测装置用于检测所述双螺杆挤出机的坯料的质量；所述位置检测模块用于检测所述输送机输送的产品的位置；所述中央处理器用于根据坯料的质量控制所述计量切断装置切断所述双螺杆挤出机的坯料，并根据产品的位置信息控制所述机器人将所述输送机上的产品搬运至所述模压机上。

本实用新型具有如下优点：

1、本实用新型提出不同主链及支链官能团结构树脂与不同纤维的短流程成形工艺适配技术，开发轻质高强汽车零部件短流程成形专用材料配方体系。

2、本实用新型提出多种纤维在线预处理及纤维/树脂同步柔性复合技术，改善高粘度热塑性树脂与高组分含量纤维细直径空隙浸透相容性，开发长纤维复合材料高效高渗透界面处理技术。

3、本实用新型提出纤维长度多因素关联控制技术，建立复合设备中的螺杆转速、长径比、槽深比、混料/剪切元件等多参数系统优化模型，实现复合材料制品中纤维长度及其分散的柔性化控制。

4、本实用新型提出高粘态复合材料快速模压充型与纤维流向控制技术，解决了大尺寸热塑性复合材料部件翘曲变形等问题，实现汽车复合材料部件高节拍、高一致性精确成形。

5、本实用新型提出汽车复合材料部件数字化成形技术，开发树脂基复合材料制件成形全流程智能控制技术。

上述说明已经充分揭露了本实用新型的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本实用新型的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本实用新型的权利要求书的范围。相应地，本实用新型的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (10)

1.一种复合材料生产装置，其特征在于：所述生产装置包括：

控制装置(9)、加料装置(1)、纤维保温柜(12)、纤维切割装置(2)、双螺杆挤出机(3)、计量切断装置(4)、输送机(5)、机器人(6)和模压机(7)；

所述控制装置分别用于控制加料装置、纤维保温柜、纤维切割装置、双螺杆挤出机、计量切断装置、输送机、机器人和模压机；

所述加料装置和纤维切割装置的出料口分别与所述双螺杆挤出机的进料口连接，所述纤维保温柜的出料口与所述纤维切割装置的入料口连接，所述双螺杆挤出机、计量切断装置、输送机、机器人和模压机依次连接；

所述双螺杆挤出机(3)包括料筒(31)、搅拌装置(11)、驱动装置(10)和加热管，所述加热管位于料筒内；

所述料筒(31)上开设有喂料口(34)，所述料筒内设置有第一螺杆(32)和第二螺杆(33)，所述第一螺杆与第二螺杆之间具有容纳物料的间隙；

所述搅拌装置(11)位于所述喂料口处，所述搅拌装置用于对输入料筒内的物料进行搅拌；

所述驱动装置(10)位于所述料筒的一端并用于驱动所述第一螺杆和第二螺杆转动。

2.根据权利要求1所述的复合材料生产装置，其特征在于：

所述第一螺杆(32)和所述第二螺杆(33)沿相同的方向旋转；

所述第一螺杆和第二螺杆轴中心距为60mm；

所述第一螺杆和第二螺杆上的螺槽比值D/d分别为1.52；

所述第一螺杆和第二螺杆的螺槽深度分别为12.25mm。

3.根据权利要求1所述的复合材料生产装置，其特征在于：

所述加热管的数量为多根，且均沿所述料筒(31)的轴向设置。

4.根据权利要求3所述的复合材料生产装置，其特征在于：

多根所述加热管均匀分布于所述料筒(31)内轴向筒壁。

5.根据权利要求1所述的复合材料生产装置，其特征在于：

所述搅拌装置(11)包括叶轮(113)、搅拌杆(112)和电机(111)，所述叶轮(113)设置于所述搅拌杆(112)的顶端，所述电机(111)设置于所述搅拌杆(112)的另一端；

所述叶轮(113)伸入所述喂料口(34)内，且所述叶轮(113)的旋转平面与所述喂料口(34)的开口相对。

6.根据权利要求5所述的复合材料生产装置，其特征在于：

所述叶轮(113)的旋转平面与所述喂料口(34)之间的距离为10-25cm。

7.根据权利要求6所述的复合材料生产装置，其特征在于：

所述叶轮(113)的旋转平面与所述喂料口(34)之间的距离为15cm。

8.根据权利要求1所述的复合材料生产装置，其特征在于：

所述生产装置还包括成品仓(8)，所述成品仓与所述模压机(7)连接。

9.根据权利要求1所述的复合材料生产装置，其特征在于：

所述计量切断装置包括切刀，所述切刀为氮化钢切刀，切刀的深度0.3～0.6mm，切刀的表面硬度740HV以上。

10.根据权利要求1所述的复合材料生产装置，其特征在于：

所述控制装置包括第一质量检测模块、温度检测模块、长度检测模块、位置检测模块和中央处理器，所述第一质量检测模块、温度检测模块、长度检测模块、第二质量检测模块、位置检测模块分别与所述中央处理器连接；

所述第一质量检测模块用于检测加料装置加入的树脂混合料的质量；

所述温度检测模块用于检测纤维保温柜中长纤维的温度；

所述长度检测模块用于检测所述纤维切割装置切割的纤维的长度；

所述第二质量检测装置用于检测所述双螺杆挤出机的坯料的质量；

所述位置检测模块用于检测所述输送机输送的产品的位置；

所述中央处理器用于根据坯料的质量控制所述计量切断装置切断所述双螺杆挤出机的坯料，并根据产品的位置信息控制所述机器人将所述输送机上的产品搬运至所述模压机上。