[發明專利]一種熱塑性復合材料纏繞設備

在審

• 申請號: 201210282693.9
• 申請日: 2012-08-09
• 公開（公告）號: CN103568334A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 徐龍彬
• 申請（專利權）人: 上海杰事杰新材料（集團）股份有限公司
• 主分類號: B29C70/30
• 分類號: B29C70/30;B29C70/54
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

技術領域

本發明屬于復合材料纏繞成型技術領域，尤其涉及一種熱塑性復合材料纏繞設備。

背景技術

纏繞成型是復合材料成型中一種非常重要的工藝，纏繞成型得到的復合材料具有高強度、低密度等優異的性能，其在管道、壓力容器、航空航天等領域具有廣泛應用。纏繞成型根據樹脂基體的不同又可以分為熱固性纏繞和熱塑性纏繞，熱固性纏繞在我國的發展歷史已經有幾十年了，纏繞工藝和設備都比較成熟。但是熱固性纏繞由于其樹脂基體是熱固性材料，使得該材料在環保上及抗沖擊等方面有所欠缺，與此同時，隨著國家對高性能新型復合材料及環保產品的大力發展，熱塑性纏繞將會有廣闊的發展空間。

熱塑性纏繞一般采用二步法實現，第一步先制備連續纖維增強熱塑性樹脂預浸漬材料，第二步即將預浸漬材料通過纏繞設備纏繞成所需制品。由于連續纖維增強熱塑性樹脂預浸漬材料是一種固體形態，無法直接進行纏繞，這與熱固性纏繞工藝存在著本質區別，工藝的不同從而使得對纏繞設備也具有不同的要求。因此設計開發一套適用于熱塑性纏繞的設備是熱塑性纏繞發展的必備條件。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種自動化程度高、易實現工業化生產的熱塑性復合材料纏繞設備。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種熱塑性復合材料纏繞設備，其特征在于，該設備包括小車、芯軸、纏繞機構和機架，所述的小車和芯軸安裝在機架上，所述的纏繞機構安裝在小車上，通過三軸聯動控制小車水平往復運動、芯軸和纏繞機構旋轉運動。

所述的小車安裝在機架上的絲杠上，通過交流伺服電機驅動絲杠使得小車做往復直線運動。

所述的芯軸一端通過卡盤固定在機架上，另一端通過頂針固定在機架上，通過交流伺服電機驅動卡盤轉動，進而帶動芯軸旋轉。

所述的纏繞機構包括支撐座、驅動裝置、轉筒、紅外加熱器、導輥、放卷裝置和張力儀，所述的支撐座固定在小車上，所述的驅動裝置由伺服電機、傳動裝置及滾動軸承組成，所述的伺服電機連接傳動裝置，傳動裝置及滾動軸承連接轉筒，伺服電機控制驅動傳動裝置驅動轉筒轉動，所述的紅外加熱器包括第一紅外加熱器和第二紅外加熱器，其中第一紅外加熱器安裝在轉筒上，對纏繞前預浸漬材料進行加熱，第二紅外加熱器安裝在小車上，對已纏繞在芯軸上的預浸漬材料進行加熱；待纏繞的熱塑性復合材料由放卷裝置放卷經導輥牽引至芯軸，進行纏繞。

所述的放卷裝置為預浸帶片材放卷裝置或者復合纖維紗架。

所述的放卷裝置為預浸帶片材放卷裝置時，放卷裝置安裝固定在轉筒上，與轉筒一起旋轉；所述的放卷裝置為復合纖維紗架時，放卷裝置直接落座在地上。

所述的支撐座將轉筒和驅動裝置固定在小車上。

所述的傳動裝置為齒輪或者同步齒形帶。

所述的滾動軸承配合傳動裝置使轉筒易于轉動。

所述的轉筒固定在支撐座上，用于控制纏繞角度，并固定第一紅外加熱器，轉筒前端設有保溫頭，用于減小預浸漬材料從轉筒到芯軸的過程中的溫度損失；所述的導輥連接固定在轉筒上，用于控制纏繞張力和方向；所述的轉筒上還連接固定有張力儀，用于測量纏繞過程中的張力大小；所述的放卷裝置用于放卷，并帶有張力控制裝置。

與現有技術相比，本發明為熱塑性纏繞提供了一種自動化程度較高的纏繞設備，能夠實現熱塑性纏繞的工業化生產。

附圖說明

圖1為本發明實施例1熱塑性纏繞設備的結構示意圖；

圖2為本發明實施例2熱塑性纏繞設備的結構示意圖。

圖中，(1)小車、(2)芯軸、(3)纏繞機構、(4)支撐座、(5)齒輪、(6)伺服電機、(7)滾動軸承a、(8)滾動軸承b、(9)導輥a、(10)導輥b、(11)轉筒、(12)紅外加熱器a、(13)紅外加熱器b、(14)紅外加熱器c、(15)張力儀、(16)保溫頭、(17)放卷裝置、(17’)紗架、(18)導紗板。

具體實施方式

下面結合說明書附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。

實施例1

如圖1所示，一種熱塑性復合材料纏繞設備，該設備為三軸聯動控制系統纏繞機，其結構組成包括小車1、芯軸2、纏繞機構3和機架，所述的小車1和芯軸2安裝在機架上，所述的纏繞機構3安裝在小車1上，通過三軸聯動控制小車1水平往復運動、芯軸2和纏繞機構3旋轉運動。本發明中纏繞機構3是熱塑性纏繞與熱固性纏繞最大的區別所在，也是本發明的核心部分。