CN219114515U - 一种碳纤维预浸料制备机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种碳纤维预浸料制备机，该制备机包括熔融/溶液浸渍模块、表面功能涂层涂覆模块、烘干模块、冷却模块和收卷模块，所述熔融/溶液浸渍模块上具有放纱装置和柔性胶辊且放纱装置用于在熔融/溶液浸渍模块内完成放纱，熔融/溶液浸渍模块通过碳纤维带经过其树脂胶槽完成浸渍，碳纤维带经柔性胶辊控制树脂浸渍量，表面功能性涂层涂覆模块可以选择喷涂、浸涂和擦涂三种不同的工艺模具，根据不同的加工需要选择合适的模具，模具小巧便于拆装。熔融/溶液浸渍模块、表面功能涂层涂覆模块、烘干模块、冷却模块和收卷模块之间通过导轨和滑轮作为碳纤维带的导向；收卷模块用于碳纤维预浸料收卷。

Description

一种碳纤维预浸料制备机

技术领域

本实用新型涉及碳纤维预浸料技术领域，具体涉及一种碳纤维预浸料制备机。

背景技术

碳纤维预浸料是树脂基体和增强材料的组合体，根据不同的树脂基体，可将预浸纱分为热固性预浸纱和热塑性预浸纱。室温条件下，热固性树脂粘性大，因此热固性预浸纱表面较粘，不适合编织、缠绕、铺丝、3D打印等复合材料成型工艺；而常用于热塑性预浸纱的热塑性树脂，例如聚丙烯、聚醚醚酮及聚醚酮酮等，在室温下均较硬，且热变形温度高，因此热塑性预浸纱也难应用于上述几种机械化复合材料成型工艺。针对这一问题，在专利申请号为CN201811392801.1“一种可用于三维编织的预浸胶纤维束制备方法”和专利申请号为CN202010688783.2“一种采用热塑性树脂上浆三维编织用预浸胶纤维束的方法”中，采用对热固性树脂基体进行改性的方法，成功制备了能进行机械化自动化复合材料成型的预浸纱。为了对此类纤维预浸料表面进行保护，现提出既能保护纱线又能起到层间增韧作用的功能性涂层涂覆装置。

传统碳纤维预浸料生产设备没有对纤维预浸料进行功能性涂层涂覆的功能，另外市场上现有的纤维预浸料生产设备大多只能应对单一种类的产品进行实验和生产，面对不同的工艺需要无法及时做出改动。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种碳纤维预浸料制备机，以解决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：

一种碳纤维预浸料制备机，包括熔融/溶液浸渍模块、表面功能涂层涂覆模块、烘干模块、冷却模块和收卷模块，熔融/溶液浸渍模块、表面功能涂层涂覆模块、烘干模块、冷却模块和收卷模块之间通过导轨和滑轮作为碳纤维带的导向；所述表面功能涂层涂覆模块用于涂覆经过的碳纤维带；所述熔融/溶液浸渍模块上具有放纱装置和柔性胶辊且放纱装置用于在熔融/溶液浸渍模块前端完成放纱，熔融/溶液浸渍模块通过碳纤维带经过其上的树脂胶槽完成浸渍，碳纤维带经柔性胶辊控制树脂浸渍量；烘干模块用于将经过的碳纤维带烘干固化；所述冷却模块用于冷却经过的碳纤维带；收卷模块用于收卷碳纤维带。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还提供以下可选技术方案：

在一种可选方案中：所述熔融/溶液浸渍模块、表面功能涂层涂覆模块、烘干模块、冷却模块和收卷模块的底部均装有滑轮，可灵活调整相对位置，以满足不同树脂体系的浸渍和功能性涂层涂覆需要。

在一种可选方案中：所述树脂胶槽内部具有红外控温装置，红外控温装置用于感应并控制树脂胶槽内部的温度。

在一种可选方案中：所述烘干模块包括高温烘干模块和低温烘干模块，所述碳纤维带经过高温烘干模块后穿过低温烘干模块；高温烘干模块和低温烘干模块均采用鼓风烘干模式。

在一种可选方案中：所述收卷模块上具有张力控制装置和张紧装置，其中，碳纤维带穿过张紧装置并通过张紧装置调整张紧度，张力控制装置用于控制张紧装置调整碳纤维带的张力。

相较于现有技术，本实用新型的有益效果如下：

该装置中放纱装置放置在熔融/溶液浸渍模块前端，合理利用装置空间；胶槽上安装有一个浸胶辊，纤维可以在浸胶辊下方经过树脂胶槽完成下浸渍，或者经过浸胶辊上表面带出的树脂液膜完成上浸渍，然后通过后端柔性胶辊刮涂树脂以控制纤维浸渍量；表面功能性涂层涂覆模块可以选择喷涂、浸涂和擦涂三种不同的工艺模具，根据不同的加工需要选择合适的模具，模具小巧便于拆装；收卷装置也可以直接制备纤维单向板材，根据需要选择不同的收卷辊。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例中的该制备机整体结构示意图。

图2为本实用新型的一个实施例中的熔融/溶液浸渍模块结构示意图。

图3为本实用新型的一个实施例中的表面功能涂层涂覆模块结构示意图。

附图标记注释：熔融/溶液浸渍模块1、放纱装置101、树脂胶槽102、柔性胶辊104、红外控温装置105、表面功能涂层涂覆模块2、涂层涂覆装置201、烘干模块3、高温烘干模块301、低温烘干模块302、冷却模块4、辅助收卷装置401、收卷模块5、张力控制装置501、张紧装置502、数字显示仪503。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明；在附图或说明中，相似或相同的部分使用相同的标号，并且在实际应用中，各部件的形状、厚度或高度可扩大或缩小。本实用新型所列举的各实施例仅用以说明本实用新型，并非用以限制本实用新型的范围。对本实用新型所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本实用新型的精神与范围。

在一个实施例中，如图1所示，一种碳纤维预浸料制备机，包括熔融/溶液浸渍模块1、表面功能涂层涂覆模块2、烘干模块3、冷却模块4和收卷模块5，所述熔融/溶液浸渍模块1上具有放纱装置101和柔性胶辊104且放纱装置101用于在熔融/溶液浸渍模块1内完成放纱，熔融/溶液浸渍模块1通过碳纤维带经过其树脂胶槽102完成浸渍，碳纤维带经柔性胶辊104控制树脂浸渍量，熔融/溶液浸渍模块1,、表面功能涂层涂覆模块2、烘干模块3、冷却模块4和收卷模块5之间通过导轨和滑轮作为碳纤维带的导向；所述表面功能涂层涂覆模块2用于涂覆经过的碳纤维带；烘干模块3用于将经过的碳纤维带烘干或预固化；所述冷却模块4用于冷却经过的碳纤维带；收卷模块5用于收卷碳纤维带。

在本实用新型实施例中，放纱装置101设在熔融/溶液浸渍模块1前端，合理利用装置空间；胶槽上安装有一个浸胶辊，纤维可以在浸胶辊下方经过树脂胶槽102完成下浸渍，或者经过浸胶辊上表面带出的树脂液膜完成上浸渍，然后通过后端柔性胶辊104刮涂树脂以控制纤维浸渍量；表面功能性涂层涂覆模块2可以选择喷涂、浸涂和擦涂三种不同的工艺模具，根据不同的加工需要选择合适的模具，模具小巧便于拆装；收卷装置5也可以直接制备纤维单向板材，根据需要选择不同的收卷辊；其中，放纱装置101、表面功能性涂层涂覆模块2和收卷装置5均为常规现有技术中的设备。

在一个实施例中，如图1所示，所述熔融/溶液浸渍模块1、表面功能涂层涂覆模块2、烘干模块3、冷却模块4和收卷模块5的底部均装有滑轮；滑轮的设置能够快速调节各个模块之间的位置。

在一个实施例中，如图1和图2所示，所述树脂胶槽102内部具有红外控温装置105，红外控温装置105用于感应并控制树脂胶槽102内部的温度；在本实用新型实施例中，红外控温装置105通过红外线感知树脂胶槽102内部的温度，并通过电加热的方式对树脂胶槽102进行加热。

在一个实施例中，如图3所示，所述的表面功能涂层涂覆模块2中的涂层涂覆装置201可根据喷涂、浸涂、擦涂等工艺选择更换不同的涂覆模具。

在一个实施例中，如图1-3所示，所述烘干模块3包括高温烘干模块301和低温烘干模块302，所述碳纤维带经过高温烘干模块301后穿过低温烘干模块302；高温烘干模块301和低温烘干模块302均采用鼓风烘干模式，高温烘干模块301烘干碳纤维预浸带较快以去除碳纤维预浸带中残留的部分溶剂，通过低温烘干模块302能够有效去除碳纤维带上的功能性涂层中的溶剂。

其中，冷却模块4后端设置有辅助收卷装置401辅助收卷。

在一个实施例中，如图1-3所示，所述收卷模块5上具有张力控制装置501和张紧装置502，其中，碳纤维预浸带穿过张紧装置502并通过张紧装置502调整张紧度，张力控制装置501用于控制张紧装置502调整碳纤维预浸带的张力；故而张力控制装置501和张紧装置502能够控制碳纤维预浸带在整套装置中的运动速度；所述收卷模块5上还具有数字显示仪503，数字显示仪503用于显示碳纤维预浸带的运动速度。

本具体实施包括如下步骤：

根据工艺需要选用所需模块进行安装；

将称量配比好的树脂根据使用要求溶液溶解或熔融后倒入胶槽中，打开红外测温装置105和加热装置控制树脂温度，调整好刮胶装置两胶辊之间的距离控制树脂浸渍量。

选择合适的涂层涂覆模具，将所需的功能性涂层树脂处理后置于容器中，当纤维经过时完成涂覆过程。

设置烘干温度和冷却速度。

将纤维穿插在整套设备中，通过张力控制系统控制纤维运动速度。

收卷。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种碳纤维预浸料制备机，包括熔融/溶液浸渍模块、表面功能涂层涂覆模块、烘干模块、冷却模块和收卷模块，其特征在于，熔融/溶液浸渍模块、表面功能涂层涂覆模块、烘干模块、冷却模块和收卷模块之间通过导轨和滑轮作为碳纤维带的导向；所述熔融/溶液浸渍模块上具有放纱装置和柔性胶辊且放纱装置用于在熔融/溶液浸渍模块前端完成放纱，熔融/溶液浸渍模块通过碳纤维带经过其上的树脂胶槽完成浸渍，碳纤维带经柔性胶辊控制树脂浸渍量；所述表面功能涂层涂覆模块用于涂覆经过的碳纤维带；烘干模块用于将经过的碳纤维带烘干固化；所述冷却模块用于冷却经过的碳纤维带；收卷模块用于收卷碳纤维带。

2.根据权利要求1所述的碳纤维预浸料制备机，其特征在于，所述熔融/溶液浸渍模块、表面功能涂层涂覆模块、烘干模块、冷却模块和收卷模块的底部均装有滑轮。

3.根据权利要求1所述的碳纤维预浸料制备机，其特征在于，所述树脂胶槽内部具有红外控温装置，红外控温装置用于感应并控制树脂胶槽内部的温度。

4.根据权利要求3所述的碳纤维预浸料制备机，其特征在于，所述烘干模块包括高温烘干模块和低温烘干模块，所述碳纤维带经过高温烘干模块后穿过低温烘干模块；高温烘干模块和低温烘干模块均采用鼓风烘干模式。

5.根据权利要求1所述的碳纤维预浸料制备机，其特征在于，所述收卷模块上具有张力控制装置和张紧装置，其中，碳纤维带穿过张紧装置并通过张紧装置调整张紧度，张力控制装置用于控制张紧装置调整碳纤维带的张力。

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