[發明專利]一種熱塑性3D編織連續長纖維增強拉擠型材成型方法及設備

在審

• 申請號: 201910538430.1
• 申請日: 2019-06-20
• 公開（公告）號: CN110271208A
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 戴久永
• 申請（專利權）人: 青島隆創科技有限公司
• 主分類號: B29C70/52
• 分類號: B29C70/52;B29C70/54;B29B15/08
• 代理公司: 青島申達知識產權代理有限公司 37243
• 代理人: 蔣遙明

1.一種熱塑性3D編織連續長纖維增強拉擠型材成型方法，其特征在于，工藝流程包括：

1)集束：將絲架上的玻璃纖維通過集束架集中到一起；

2)3D編織：通過3D編織機將增強纖維編織為具有一定斷面形狀的絲束；

3)纖維預處理：將增強纖維絲束加熱預處理，加熱溫度(100-120)℃，加熱區輸送速度(1-3)m/min；

4)塑化擠出：利用螺桿擠出機將熱塑性塑料塑化熔融擠出；

5)纖維浸潤：將連續的增強纖維均勻分散并預加張力，通過連續輪系使增強纖維在裝有塑料原料的模具中浸漬；

6)定型：浸潤后在硫化床的定型模中進行定型；

7)成型：利用真空水冷箱通過負壓環境下噴淋水冷，使產品穩定成型；通過真空噴淋，產品成型快且不易變形，冷卻水能夠循環使用降低成本；

8)牽引和分切。

2.根據權利要求1所述的成型方法，其特征在于：在步驟5)中，浸漬方法為熔融浸漬、溶劑浸漬、粉末浸漬或混雜無捻粗紗法。

3.根據權利要求2所述的成型方法，其特征在于：在步驟5)中，浸漬方法為熔融浸漬，具體將熔融擠出的塑料原料注入模具浸漬增強纖維，并且將浸漬環境加壓，和/或將塑料中混入低相對分子質量同類塑料或增塑劑。

4.根據權利要求2所述的成型方法，其特征在于：在步驟5)中，浸漬方法為粉末浸漬，具體將擠出的塑料原料制為樹脂細粉，在硫化床中通過靜電作用將樹脂細粉吸附于纖維束中纖維單絲的表面，然后加熱使粉末熔結在纖維表面，最后在成型過程中使纖維得以浸潤。

5.根據權利要求4所述的成型方法，其特征在于：樹脂粉末的粒徑為(5～10)μm。

6.根據權利要求2所述的成型方法，其特征在于：在步驟5)中，浸漬方法為混雜無捻粗紗法，具體將熔融擠出的塑料原料紡成樹脂纖維或薄膜帶，然后根據含膠量將增強纖維和樹脂纖維束/薄膜帶束緊密地合并成混紗，再通過高溫密封浸漬區，將樹脂纖維熔成基體。

7.根據權利要求1所述的成型方法，其特征在于：在步驟6)中，在硫化床中通過靜電吸附進行定型，和/或

在步驟7)中，通過兩組牽引機進行交替工作；當一批產品生產結束時，停止當前牽引的牽引機，換作另一組牽引機進行牽引，保持產品勻速牽引持續生產。

8.一種適用于如權利要求1-8中任一項所述成型方法的熱塑性拉擠型材成型設備，按工藝流程依次設置有集束裝置、3D編織機、纖維預處理加熱裝置、螺桿擠出機、纖維浸潤裝置、硫化床、真空水冷箱、牽引機和分切機。

9.根據權利要求8所述的成型設備，其特征在于：集束裝置包括絲架和集束架，用于集束；纖維浸潤裝置包括浸漬模具；硫化床內設置有定型模；真空冷水箱內設置有成型模具。

10.根據權利要求8所述的成型設備，其特征在于：所述3D編織機為立體編織機、圓編機或捻線機；優選的，立體編織機以半機械方式進行徑向紗、軸向紗和纏繞紗的立體編織，形成圓柱形立體多向織物；捻線機是將多股細紗捻成一股圓柱形線材的紡織機械設備。