[發明專利]自動鋪絲用單向預浸窄帶的制備方法

無效

• 申請號: 201410236705.3
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN104015373A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 肖軍;趙聰;文立偉;齊俊偉;王顯峰;王躍全
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B29C70/08
• 分類號: B29C70/08;B26D1/24;B26D7/08;B26D1/04
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

技術領域

本發明涉及一種復合材料鋪放成形領域，具體涉及一種自動鋪絲用單向預浸窄帶的制備方法。

背景技術

自動鋪絲成形工藝（Automated?Fiber?Placement）是近年來發展最為迅速的一種復合材料自動化成形技術，具有高效率、高質量、適應性強的技術特點。該工藝采用多束預浸窄帶（3~25mm），分別獨立輸送、切斷，由鋪絲頭將數根預浸紗在壓輥下集束成為一條寬度可變的預浸帶（寬度通過控制預浸紗根數調整)后鋪放在芯模表面、加熱軟化預浸紗并壓實定型。授權公告號為CN?103079799?A的專利提出了一種制備具有恒定寬度的預浸漬體的條帶的方法，為維持分切后預浸漬體條帶的寬度，該方法在分切前，采用高壓的方式在預浸漬體表面壓覆聚合物片材，在后續操作中，聚合物片材起維型作用，從而保證了預浸漬體的條帶寬度恒定。然而該方法存在以下幾個缺點（1）機構復雜，需有加壓裝置（2）由于預浸料中所含樹脂處于未固化狀態，仍具有一定的流動性，因此壓覆聚合物片材過程中，預浸料中所含樹脂會發生沿纖維橫向的流動，帶動纖維橫向移動，導致纖維排布方向改變，可能影響最終使用性能（3）由于是高壓壓覆在預浸料表面，因此在預浸條帶開卷時，聚合物片材與預浸窄條分離過程中必然會導致樹脂在聚合物片材上的殘留，導致預浸窄帶含膠量發生變化，印象最終性能。

如何獲得邊緣齊整、寬度均勻的預浸窄帶是自動鋪絲成形技術得以應用的基礎，同時如何提高預浸窄帶的長度，保證預浸窄帶的良好退卷，將對提高自動鋪絲成形工藝的效率有重要貢獻。

發明內容

本發明的目的在于解決上述技術問題，提出一種簡單的方法，獲得自動鋪絲成形工藝所需的長度連續、寬度恒定及退卷良好的單向預浸窄帶。

一種自動鋪絲用單向預浸窄帶的制備方法，其特征在于包括以下步驟：步驟1、寬幅預浸料開卷與背襯紙復卷；步驟2、預浸料經過分切單元被分切成若干條寬度相等且恒定的預浸窄帶，?步驟3、利用真空吸嘴將各根預浸窄帶表面原本貼覆的離型膜進行回收；步驟4、對各預浸窄帶表面重新覆寬膜，膜寬為預浸窄帶寬度的1.8-2.2倍；步驟5、重新覆膜后的預浸窄帶進行螺旋復繞成筒。

具體的，所用原料為按目前常規方法制備的單向預浸料。預浸料一種有樹脂基體浸漬連續單向纖維的中間預制體。其特點是纖維基本處于平行排列、纖維間填充滿樹脂基體且樹脂基體處于未固化狀態，在性能上呈現明顯的各向異性，沿纖維方向可承受較大的拉應力，而垂直于纖維方向結合很弱。

因樹脂處于未固化狀態且有一定的粘度，為防止相鄰層粘在一起，預浸料的兩側表面分別會貼覆一層PE膜和背襯紙（或兩側都為背襯紙），由于背襯紙在分切過程中會產生紙屑，粘附在預浸窄帶表面，造成污染，影響預浸料的使用性能，因此要在預浸料進入分切單元之前將背襯紙剝離并重新復卷。

而與背襯紙相比，預浸料另一表面貼覆的離型膜在分切過程中則不會產生類似于上述的污染。同時，離型膜的存在也可以防止預浸料中所含樹脂的在刀具表面的粘附，因此可以與預浸料一起進入分切單元。綜上所述，對于一側貼覆背襯紙、一側貼覆離型膜的寬幅預浸料，分切時應去紙帶膜，而對于兩側均貼覆背襯紙的預浸料來說，分切前應將背襯紙全部去除。

基于預浸料沿垂直于纖維方向結合較弱的特點，在刀具形式上可以有兩種選擇：圓刀分切和剃刀分切。對于圓刀分切來說，上下刀片相互配合，上下刀隨預浸料的前進而旋轉，將預浸料分切成若干條預浸窄帶。對于剃刀分切，刀片垂直于纖維方向等距排列，當預浸料通過刀片時，便沿著纖維方向劃開，而得到若干條寬度相等的預浸窄帶。預浸窄帶的寬度有刀片間距決定。

采用剃刀分切時，由于刃口固定不變，刀片散熱能力差，隨著分切的不斷進行，刃口在纖維的不斷摩擦下，溫度不斷升高，同時由于預浸料總所含樹脂處于未固化狀態，樹脂易刀片刃口處發生堆積，使刀片變鈍，分切質量下降，嚴重時還會對纖維產生損傷，影響制品力學性能。為防止上述顯現的發生，在刀具處加裝冷卻裝置，對刀片進行降溫處理，同時提高樹脂的粘度，保證了分切質量。

預浸料上下表面貼覆的離型膜與背襯紙的作用僅為層間的隔離，同時為了方便后續使用，易于離型膜與預浸料的分離，離型膜與預浸料之間的結合強度是很小的。因此預浸料帶膜分切后，寬度相同的預浸窄帶與離型窄帶很容易發生分離，若在該種情況下直接對預浸窄帶和離型窄帶進行復繞，無法保證預浸窄帶層間良好的隔離，所以對于初始表面貼覆有離型膜的預浸料來說，要在分切后將其表面原有貼覆的離型膜去除。