[發(fā)明專利]高性能纖維彎曲型材生產(chǎn)方法及生產(chǎn)線

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310225258.7
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN103341966A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程正琿;程逸建
• 申請（專利權(quán)）人: 南京諾爾泰復(fù)合材料設(shè)備制造有限公司
• 主分類號: B29C53/02
• 分類號: B29C53/02;B29C70/52
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;瞿網(wǎng)蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料設(shè)備制造技術(shù)，尤其是一種具有曲面結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料型材的制造方法，具體地說是一種高性能纖維彎曲型材生產(chǎn)方法及曲率可調(diào)的生產(chǎn)線。

背景技術(shù)

眾所周知，復(fù)合材料拉擠工藝成型具有如下特點(diǎn)：一.是工藝簡單、高效，適合于高性能纖維復(fù)合材料的大規(guī)模生產(chǎn)。拉擠線速度己達(dá)到4?m/min以上，更進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率。二是通過拉擠能最好地發(fā)揮纖維的增強(qiáng)作用。在大多數(shù)復(fù)合材料制造工藝中纖維是不連續(xù)的，這使纖維強(qiáng)度損失極大，即使連續(xù)纖維纏繞，由于纖維的無張力、交迭等也使其強(qiáng)度有一定損失。在拉擠中，纖維不僅連續(xù)而且充分展直，是發(fā)揮纖維強(qiáng)度的理想形式，質(zhì)量波動小。在普通的拉擠工藝基礎(chǔ)上，因此，高性能纖維彎曲型材已經(jīng)在汽車、結(jié)構(gòu)用建材等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，如：可用來生產(chǎn)汽車用弓形板簧，空客機(jī)倉骨架、航天飛行器內(nèi)骨架等航天航空器材。

據(jù)申請人所知，目前復(fù)合材料制造仍主要集中在棒材和輸電線材領(lǐng)域的應(yīng)用，缺少經(jīng)濟(jì)實(shí)用的彎曲型材的制造方法及成套生產(chǎn)線可供使用，在很大程度上限制了復(fù)合材料型材在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對目前因缺少復(fù)合材料型材生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)線而限制了其優(yōu)異性能在工業(yè)上應(yīng)用的問題，發(fā)明一種高性能纖維彎曲型材生產(chǎn)方法，同時設(shè)計一種相配的曲率可調(diào)的生產(chǎn)線。

本發(fā)明的技術(shù)方案之一是：

一種高性能纖維彎曲型材生產(chǎn)方法，其特征是它包括以下步驟：

首先，由張力紗架控制每束纖維的均張力，張力控制在0.5千N～4千N,勻速放紗；

其次，使從紗架上放出的纖維進(jìn)入去濕器降低纖維含水率，去濕溫度控制在40℃～80℃；

第三，將經(jīng)過去濕的纖維經(jīng)過密封式非均勻喂料盒進(jìn)行浸膠，控制型材內(nèi)外側(cè)膠量，為彎曲拉擠做準(zhǔn)備；

第四，使經(jīng)過浸膠的纖維成束通過彎曲成型模具中進(jìn)行成型并進(jìn)行初步固化，初步固化溫度分為三個階段：第一階段：50℃～100℃；第二階段：120℃～200℃；第三階段：110℃～180℃；

第五，使初步固化的彎曲型材進(jìn)入彎曲后固化箱中進(jìn)行固化，并使固化度先達(dá)到70%～90%；

第六，使經(jīng)過后固化箱固化的彎曲型材再次進(jìn)入固化箱中進(jìn)行最終固化，并分二個階段加熱固化，第一階段：100℃～180℃；第二階段：180℃～200℃，形成固化完全型材；

最后，利用使固化后的彎曲型材經(jīng)過彎曲調(diào)整機(jī)架和彎曲牽引機(jī)對彎曲型材進(jìn)行整形，使彎曲型材的曲度滿足設(shè)計要求并引入切割設(shè)備中進(jìn)行分切、包裝。

所述的彎曲調(diào)整機(jī)架和彎曲牽引機(jī)的曲率可調(diào)。

所述的彎曲成型模具為透明鋼化玻璃模具，以便觀察纖維與高分材料在模具體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)、物理變化及材料的凝固狀態(tài)，幫助研究模內(nèi)固化動力學(xué)；同時便于減少彎曲型材與模具脫模成型固化后的摩擦系數(shù)，同進(jìn)降低模具制造成本。

本發(fā)明的技術(shù)方案之二是：

一種曲率可調(diào)的高性能纖維彎曲型材生產(chǎn)線，其特征是主要由紗架1、去濕器2、喂料盒3、成型工藝機(jī)構(gòu)5、彎曲成型模具6、彎曲后固化箱7、彎曲整形機(jī)架8、彎曲牽引機(jī)10和切割機(jī)11組成，復(fù)合材料纖維從紗架1引入去濕器2進(jìn)入喂料機(jī)3浸膠后經(jīng)成型工藝機(jī)構(gòu)5收束整理進(jìn)入彎曲成型模具6成型并初步固化后進(jìn)入彎曲后固化箱7進(jìn)行固化，再經(jīng)過彎曲整形機(jī)架8整形至設(shè)定尺寸，最后由彎曲牽引機(jī)10牽引送入切割機(jī)11進(jìn)行定尺寸切割，最終進(jìn)行包裝入庫，所述的彎曲牽引機(jī)10的牽引曲率可調(diào)，并與彎曲成型模具6的曲率相配。

所述的彎曲牽引機(jī)10至少由三臺組成，三臺彎曲牽引機(jī)10分別位于彎曲型材弧線的兩端和中間段上，每個彎曲牽引機(jī)10均與驅(qū)動絲桿13相連，驅(qū)動絲桿13由伺服電機(jī)14驅(qū)動彎曲牽引機(jī)10沿徑向?qū)к壸鲝较蛞苿樱_彎曲牽引機(jī)10的三根驅(qū)動絲桿13均同時樞裝在同一根樞軸15上，伺服電機(jī)14帶動驅(qū)動絲桿13轉(zhuǎn)動，驅(qū)動絲桿13帶動彎曲牽引機(jī)10沿驅(qū)動絲桿13作徑向移動，從而根據(jù)彎曲型材的曲率調(diào)整彎曲牽引機(jī)10在驅(qū)動絲桿13上的位置，實(shí)現(xiàn)利用三臺彎曲牽引機(jī)適用各種不同曲率的彎曲型材的牽引。

所述的彎曲牽引機(jī)10安裝有三個位置可調(diào)的夾持輥16，其中一個夾持輥16與彎曲型材17的內(nèi)凹面相抵，另兩個位于彎曲型材13的外凸面相抵，所述的三個夾持輥16成等腰三角型布置。

所述的三臺彎曲牽引機(jī)10的驅(qū)動絲桿之間的夾角可調(diào)。