CN210553127U - 一种热塑性复合材料的连续生产设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热塑性复合材料的连续生产设备，包括流延模头、三辊压机、放卷装置、牵引辊、环带压机和切刀，环带压机中包括加热复合区和冷却定型区。本实用新型主要针对平纹纤维布、斜纹纤维布、缎纹纤维布、单向纤维布、纤维毡等设计的热塑性复合材料连续生产设备，采用流延模头淋膜，将树脂在熔融状态直接与纤维布或纤维毡相遇，进行浸渍复合，经三辊压机定型后，进入环带压机复合成型，制备高强度、高刚性、高韧性复合材料。解决了传统间歇式，生产效率低、产能低的问题，还解决了复合材料的尺寸问题，只要保证纤维布或毡的长度，复合材料的长度就可以做到无限长。

Description

一种热塑性复合材料的连续生产设备

技术领域

本实用新型涉及高分子复合材料技术领域，具体为一种热塑性复合材料的连续生产设备。

背景技术

多年来，增强型热塑性塑料一直用于汽车市场，主要用于非结构的内部部件。但是现在，热塑性复合材料正在进入新的应用领域和市场，因为制造商们都在努力生产更轻、更坚固、可以快速生产、后成型和可回收的部件。

目前，大力发展的热塑性复合材料有连续纤维增强热塑性复合材料(CFRT)和玻璃纤维毡增强热塑性复合材料(GMT)，因为它们的机械性能要比短纤维增强热塑性复合材料(SFT)普遍偏高，可以作为非结构件、次承力件使用。随着汽车行业不断要求汽车减重，降低能耗，热塑性复合材料广泛应用于保险杠横梁、仪表板骨架、发动机罩盖、防石击罩、座椅骨架、电瓶托架、车厢底护板、轮罩、行李架和车顶棚等多种车用零部件。另外，由于CFRT、GMT复合材料具有优异的性能，也广泛应用于铁路货车和厢式货车的壁板，包括顶板、地板和侧板等。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种热塑性复合材料的连续生产设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种热塑性复合材料的连续生产设备，包括流延模头、三辊压机、放卷装置、牵引辊、环带压机和切刀，流延模头与三辊压机对齐，放卷装置上设置有连续纤维布，连续纤维布从三辊压机中穿过；牵引辊设置有两组，两组牵引辊分别设置在环带压机两侧，其中一根牵引辊设置在三辊压机与环带压机之间，另一根牵引辊与环带压机之间设置有切刀；环带压机包括环带和驱动辊，环带设置有两组，对称设置，每组环带设置有两个驱动辊，环带套装在驱动辊上；环带压机设置有加热复合区和冷却定型区，从三辊压机中穿出的连续纤维布依次从加热复合区和冷却定型区中穿过。

优选的，流延模头为衣架式结构，出料口分别设置有堵模条和调节螺丝。

优选的，加热复合区中设置有多组加热辊和多组加热板，加热辊和加热板设置在环带内部，加热辊和加热板通过电进行加热。

优选的，冷却定型区中设置有多组冷却辊和多组冷却板，冷却辊和冷却板设置在环带内部，冷却辊和冷却板中设置有冷却水。

优选的，三辊压机包括前辊、中辊、后辊，前辊、中辊、后辊并排设置，两端固定在轴承座上；在轴承座下方设置有驱动电机，前辊、中辊、后辊的转轴与驱动电机连接；流延模头与前辊、中辊中间缝隙对齐，放卷装置上的连续纤维布在穿在中辊、后辊上。

优选的，三辊压机设置有压辊间隙调节装置，压辊间隙调节装置为丝杆左右移动机构或液压缸左右移动机构，压辊间隙调节装置与轴承座相固定。

优选的，前辊包括压辊外筒，在压辊外筒内部设置有单螺旋夹套式筒芯，压辊外筒表面进行超镜面处理，单螺旋夹套式筒芯内部为空心的螺纹槽结构，两端开口，冷却介质从一端进入，沿螺旋槽流动，从另一端流出；中辊、后辊结构与前辊相同，设置有压辊外筒和单螺旋夹套式筒芯。

优选的，环带压机使用的环带为特氟龙带或钢带中的一种。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型主要针对平纹纤维布、斜纹纤维布、缎纹纤维布、单向纤维布、纤维毡等设计的热塑性复合材料连续生产设备，采用流延模头淋膜，将树脂在熔融状态直接与纤维布或纤维毡相遇，进行浸渍复合，经三辊压机定型后，进入环带压机复合成型，制备高强度、高刚性、高韧性复合材料。该设备为连续生产模式，其生产效率快、产能高，解决了传统间歇式，生产效率低、产能低的问题。另外，连续化生产还解决了复合材料的尺寸问题，只要保证纤维布或毡的长度，复合材料的长度就可以做到无限长。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的三辊压机结构示意图；

图3为本实用新型的前辊结构示意图；

图中标号：1、流延模头；2、三辊压机；21、前辊；22、中辊；23、后辊；24、轴承座；25、压辊间隙调节装置；26、驱动电机；27、压辊外筒；28、单螺旋夹套式筒芯；3、放卷装置；4、牵引辊；5、环带压机；51、加热复合区；52、冷却定型区；6、切刀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种热塑性复合材料的连续生产设备，包括流延模头1、三辊压机2、放卷装置3、牵引辊4、环带压机5和切刀6，流延模头1与三辊压机2对齐，放卷装置3上设置有连续纤维布，连续纤维布从三辊压机2中穿过；牵引辊4设置有两组，两组牵引辊4分别设置在环带压机5两侧，其中一根牵引辊4设置在三辊压机2与环带压机5之间，另一根牵引辊4与环带压机5之间设置有切刀6；环带压机5包括环带和驱动辊，环带设置有两组，对称设置，每组环带设置有两个驱动辊，环带套装在驱动辊上；环带压机5设置有加热复合区51和冷却定型区52，从三辊压机2中穿出的连续纤维布依次从加热复合区51和冷却定型区52中穿过。

进一步的，流延模头1为衣架式结构，出料口分别设置有堵模条和调节螺丝。

进一步的，加热复合区51中设置有多组加热辊和多组加热板，加热辊和加热板设置在环带内部，加热辊和加热板通过电进行加热。

进一步的，冷却定型区中52设置有多组冷却辊和多组冷却板，冷却辊和冷却板设置在环带内部，冷却辊和冷却板中设置有冷却水。

进一步的，三辊压机2包括前辊21、中辊22、后辊23，前辊21、中辊22、后辊23并排设置，两端固定在轴承座24上；在轴承座24下方设置有驱动电机26，前辊21、中辊22、后辊23的转轴与驱动电机26连接；流延模头1与前辊21、中辊22中间缝隙对齐，放卷装置3上的连续纤维布在穿在中辊22、后辊23上。

进一步的，三辊压机2设置有压辊间隙调节装置25，压辊间隙调节装置25为丝杆左右移动机构或液压缸左右移动机构，压辊间隙调节装置25与轴承座相固定。

进一步的，前辊21包括压辊外筒27，在压辊外筒27内部设置有单螺旋夹套式筒芯28，压辊外筒27表面进行超镜面处理，单螺旋夹套式筒芯28内部为空心的螺纹槽结构，两端开口，冷却介质从一端进入，沿螺旋槽流动，从另一端流出；中辊22、后辊23结构与前辊21相同，设置有压辊外筒27和单螺旋夹套式筒芯28。

进一步的，环带压机5使用的环带为特氟龙带或钢带中的一种。

具体的：流延模头1与前辊21、中辊22中间缝隙对齐，放卷装置3上的连续纤维布从前辊21、中辊22的中间缝隙中穿入，经由中辊22、后辊23穿出；流延模头1中淋出的树脂熔体与连续纤维布在三辊压机2中相遇，经由前辊21、中辊22、后辊23的压制、复合、定型，使得树脂熔体浸渍到纤维布上，制得热塑性复合材料预浸料；热塑性复合材料预浸料通过牵引辊4牵引，进入环带压机5，在加热复合区51加热熔融，形成初步的复合，并进入冷却定型区52进行冷却、定型，切刀6去边后，得到热塑性复合材料。

加热复合区51中设置有多组加热辊和多组加热板，加热辊和加热板设置在环带内部，加热辊和加热板通过电进行加热；热量通过辐射、接触传导到环带和复合材料上，上下环带间有一定的间隙，对加热的复合材料有一定的挤压，形成初步的复合。

冷却定型区中52设置有多组冷却辊和多组冷却板，冷却辊和冷却板设置在环带内部，冷却辊和冷却板中设置有冷却水；冷却水通过冷却辊或冷却管将环带和复合材料上的温度带走，达到冷却的效果，冷却定型区52会有1-3组对辊用于定型。

流延模头1为衣架式结构，出料口分别设置有堵模条和调节螺丝；通过堵模条调节模头出料宽度，通过调节螺丝调节出料口间隙。

前辊21、中辊22、后辊23经由驱动电机26的传动带动其转动，对树脂熔体与连续纤维布进行压制；同时，前辊21、中辊22、后辊23结构相同，外部由压辊外筒27组成，内部设置单螺旋夹套式筒芯28；压辊外筒27表面通过超镜面处理，保证光滑程度；内部的螺旋槽中通入冷却介质，对预浸料进行冷却、定型。

压辊间隙调节装置25为丝杆左右移动机构或液压缸左右移动机构，通过调节丝杆或液压缸移动轴承座24，从而使前辊21、后辊23靠近或远离中辊24，从而达到调节压辊间隙的目的。

环带压机5使用的环带有两种，分别为特氟龙带或钢带；当使用特氟龙带时，加热温度不宜大于280℃；当使用钢带时，环带表面要经常使用脱模机处理，防止极性树脂附着在钢带表面。

值得注意的是：整个装置通过总控制按钮对其实现控制，由于控制按钮匹配的设备为常用设备，属于现有成熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种热塑性复合材料的连续生产设备，其特征在于：包括流延模头、三辊压机、放卷装置、牵引辊、环带压机和切刀，所述流延模头与三辊压机对齐，放卷装置上设置有连续纤维布，连续纤维布从三辊压机中穿过；牵引辊设置有两组，两组牵引辊分别设置在环带压机两侧，其中一根牵引辊设置在三辊压机与环带压机之间，另一根牵引辊与环带压机之间设置有切刀；所述环带压机包括环带和驱动辊，环带设置有两组，对称设置，每组环带设置有两个驱动辊，环带套装在驱动辊上；所述环带压机设置有加热复合区和冷却定型区，从三辊压机中穿出的连续纤维布依次从加热复合区和冷却定型区中穿过。

2.根据权利要求1所述的一种热塑性复合材料的连续生产设备，其特征在于：所述流延模头为衣架式结构，出料口分别设置有堵模条和调节螺丝。

3.根据权利要求1所述的一种热塑性复合材料的连续生产设备，其特征在于：所述加热复合区中设置有多组加热辊和多组加热板，加热辊和加热板设置在环带内部，加热辊和加热板通过电进行加热。

4.根据权利要求1所述的一种热塑性复合材料的连续生产设备，其特征在于：所述冷却定型区中设置有多组冷却辊和多组冷却板，冷却辊和冷却板设置在环带内部，冷却辊和冷却板中设置有冷却水。

5.根据权利要求1所述的一种热塑性复合材料的连续生产设备，其特征在于：所述三辊压机包括前辊、中辊、后辊，前辊、中辊、后辊并排设置，两端固定在轴承座上；在轴承座下方设置有驱动电机，前辊、中辊、后辊的转轴与驱动电机连接；所述流延模头与前辊、中辊中间缝隙对齐，放卷装置上的连续纤维布在穿在中辊、后辊上。

6.根据权利要求5所述的一种热塑性复合材料的连续生产设备，其特征在于：所述三辊压机设置有压辊间隙调节装置，所述的压辊间隙调节装置为丝杆左右移动机构或液压缸左右移动机构，压辊间隙调节装置与轴承座相固定。

7.根据权利要求5所述的一种热塑性复合材料的连续生产设备，其特征在于：所述前辊包括压辊外筒，在压辊外筒内部设置有单螺旋夹套式筒芯，所述压辊外筒表面进行超镜面处理，所述单螺旋夹套式筒芯内部为空心的螺纹槽结构，两端开口，冷却介质从一端进入，沿螺旋槽流动，从另一端流出；所述中辊、后辊结构与前辊相同，设置有压辊外筒和单螺旋夹套式筒芯。

8.根据权利要求1所述的一种热塑性复合材料的连续生产设备，其特征在于：所述环带压机使用的环带为特氟龙带或钢带中的一种。

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