[發明專利]一種連續碳纖維熔融浸漬熱塑性聚合物預浸帶制備模具

有效

• 申請號: 201610600692.2
• 申請日: 2016-07-28
• 公開（公告）號: CN106113317B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 蔣愛云;吳海宏;康紅偉;郭正民;張保豐
• 申請（專利權）人: 黃河科技學院
• 主分類號: B29B15/14
• 分類號: B29B15/14
• 代理公司: 鄭州博派知識產權代理事務所(特殊普通合伙)41137
• 代理人: 榮永輝

技術領域

本發明涉及塑料機械，特別是一種連續碳纖維熔融浸漬熱塑性聚合物預浸帶制備模具。

背景技術

連續碳纖維增強熱塑性聚合物基復合材料具有高強、質輕、可回收利用等優點，該復合材料可通過制備單向的連續纖維預浸帶進行不同角度的鋪層制備，滿足不同的力學性能需要，所以該材料具有較強的可設計性。目前連續碳纖維預浸帶多為熱固性聚合物基體，無法回收，對環境不友好。與之相比，熱塑性聚合物基體可以做到全部回收利用，但是碳纖維增強熱塑性樹脂基預浸帶的生產具有如下難點：首先，熱塑性基體需要更高的溫度將聚合物熔融，才能與碳纖維進行良好的浸潤；其次，熱塑性塑料基體比熱固性塑料基體具有更大的粘度，增加了樹脂與碳纖維的浸潤難度?，F有浸漬設備能較好的解決以上問題，但是能存在如下問題：（1）現有模具中的張力輥多為固定輥，碳纖維在生產時容易因磨損而斷裂，影響生產的連續性與預浸帶的質量；（2）預浸帶的厚度調整多為普通螺紋螺母配合，調整間隔較大，只能進行粗調；（3）進熔體口多采用在模具上直接鉆孔，并且下料口也為小孔，加工難度較大且料流在展開的碳纖維帶上分布不均勻，從而導致預浸帶中樹脂分布不均。

發明內容

針對上述情況，為克服現有技術之缺陷，本發明提供一種連續碳纖維熔融浸漬熱塑性聚合物預浸帶制備模具，有效的解決了以上背景技術中的技術問題，實現了對預浸帶厚度的精密控制，保證熔體的連續均勻進料，簡化了加工難度，可以改變張力輥對碳纖維的壓力，減少纖維的磨損，并且對輥可對碳纖維上下兩側都提供壓力，進一步改善浸潤效果。

本發明包括上模和下模，上模上端設有上模底板，下模下端設有下模底板，上模和下模之間的間隔構成熔體池，所述上模和下模相對面為相互配合的曲面，所述上模和下模內分別前后間隔轉動設有三個動力對輥，所述上模的動力對輥和下模的動力對輥一一上下對應，所述動力對輥的外圓面部分伸入到熔體池內，上模內設有轉動置于兩相鄰動力對輥之間的張力輥，所述張力輥外圓面部分置于熔體池內，所述動力對輥經動力裝置驅動，上模內的動力對輥兩端轉動固定在微調機構上，所述上模底板下端設有多個置于上模內的加熱板，所述下模底板上端設有多個置于下模內的加熱板，位于前端的動力對輥的后側的上模下設有進熔體管，所述進熔體管由截面呈弧形的左瓣管和右瓣管相互對接經管箍和螺釘緊固構成，所述左瓣管的其中一個對接面和與之相對接的右瓣管的對接面上分別設有相互配合的缺口，所述缺口沿著進熔體管徑向兩端開放且軸向兩端封閉，所述管箍置于缺口的兩端的進熔體管上，所述進熔體管的其中一端經堵頭封端，所述進熔體管的另一端為熔體進口，所述缺口置于下端且連通熔體池；

所述微調結構包括上模（1）上的動力對輥（6）上轉動套裝的置于左右側板外的微調環（16），所述微調環（16）上端固定有豎向的微調螺栓（17），所述微調螺栓（17）的上端開有內螺紋孔（18），上模底板（3）上旋擰有調節螺栓（19），所述調節螺栓（19）包括旋向相同的上部的第一外螺紋（20）和下部的第二外螺紋（21），所述第一外螺紋（20）旋擰在上模底板（3）上，所述第二外螺紋（21）旋擰在內螺紋孔（18）內，所述第二外螺紋（21）的螺距小于第一外螺紋（20）；

所述上模（1）和下模（2）的左右側分別設有左側板（10）和右側板（11），所述張力輥（7）兩端轉動連接有支板（23），所述左側板（10）和右側板（11）分別設有豎向呈條形的支板連接孔，所述支板（23）經螺栓和螺母固定在支板連接孔上，通過調整張力輥的高度來改變張力輥與纖維帶的張力角。

本發明的有益效果是：1.采用微動螺旋機構可以對輥輪間隙進行微調整，實現對預浸帶厚度的精密控制；

2.采用瓣合狹縫式獨立熔體進料管，保證熔體的連續均勻進料，并且簡化了模具的加工難度；

3.采用張力輥和外動力驅動對輥相間分布設計，張力輥采用橢圓形安裝孔固定，張力輥的高度可調整，以此可改變輥對碳纖維的壓力，并且采用帶外動力的對輥和可旋轉壓力輥變滑動摩擦為滾動摩擦，減少纖維的磨損，并且對輥可對碳纖維上下兩側都提供壓力，進一步改善浸潤效果。

附圖說明

圖1為本發明的主視剖視圖。

圖2為本發明動力對輥的安裝示意圖。

圖3為本發明的進熔體管的安裝示意圖。

圖4為本發明的張力輥的安裝示意圖。

圖5為本發明進熔體管的結構圖。

圖6為本發明上模中的動力對輥安裝微調機構的示意圖。

圖7為本發明微調結構的主視圖。