[發明專利]一種連續纖維復合材料彈簧的制造方法及生產線及彈簧

在審

• 申請號: 202010130469.2
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN113320125A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 程正琿;程逸建
• 申請（專利權）人: 南京諾爾泰復合材料設備制造有限公司
• 主分類號: B29C53/12
• 分類號: B29C53/12;B29C53/80;B29B15/12;B29B15/14;B29B15/08;F16F1/366
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 黃雪

本發明公開了一種連續纖維復合材料彈簧的生產線，在待固化連續纖維束經彈簧成型固化模具固化成型前，在待固化連續纖維束外纏繞一層熱塑性薄膜,纏繞有熱塑性薄膜的連續纖維束經周向螺旋擠壓后，送入彈簧成型固化模具。熱塑性薄膜纏繞在待固化連續纖維束的過程，會對待固化連續纖維束產生二次壓縮緊固，減少待固化連續纖維束間各纖維絲的縫隙及氣泡，提高固化后連續纖維彈簧的密度；同時，纏繞有熱塑性薄膜的纖維束經周向螺旋擠壓后，會對待固化連續纖維束進一步擠壓，進一步提高待固化連續纖維束密度，此時，包裹在待固化纖維束外的熱塑性薄膜，還可防止待固化纖維束受力爆裂外散，幫助脫模提高制品的外觀質量和型尺寸精度。

技術領域

本發明涉及連續纖維復合材料應用領域，特別涉及一種連續纖維復合材料彈簧的制造方法、適用于連續纖維復合材料彈簧的生產線及連續纖維復合材料制作的彈簧。

背景技術

現有技術中，由連續纖維復合材料制造彈簧，多采用的纖維/粗紗經基體材料浸潤后連續捻轉為纖維束，經彈簧成型固化模具加熱固化，形成彈簧。在纖維在被施加到彈簧芯上的卷繞過程中，因為被基體材料，(如樹脂)多次浸漬，由此形成濕的待固化纖維束，并且該待固化纖維束隨后在彈簧成型固化模具上利用相應于彈簧幾何形狀和大小的螺旋槽卷繞并且加熱固結。

目前，該方法的主要缺點在于，因為多次浸潤，待固化纖維束輸送過程中，大量基體材料會滴落，造成制品樹脂含量減少，彈簧生產線受到嚴重污染。

尤其導致待固化纖維束與彈簧成型固化模具的件粘接，對彈簧成型脫模造成極大困難，同時也會對彈簧成型固化模具的螺旋槽造成污染，會導致待固化纖維束與彈簧成型固化模具的件粘接，同時無法有效控制產品尺寸造成較大的公差。另外，粘結在彈簧成型固化模具中的螺旋槽上的基體材料，難以清除，還會產生較高的清潔費用，這一定的生產周期內，會導致較長的停機清潔時間，因此無法實現生產過程連續化。

在申請號為：CN201380072982.9，申請名稱為：用于由連續纖維復合材料制造彈簧的設備和方法的專利申請中，存在以下問題：現有連續纖維復合材料制造彈簧的過程中，采用在待固化纖維束外涂覆熱塑性塑料，在無法確保外表平整、均勻的同時又會導致熱塑性塑料的滴落，造成環境污染及清潔費用，同時，摻雜有基體材料，也會導致涂覆的熱塑性材料對待固化纖維束表面無法形成有效的包裹，同時，在待固化纖維束經過彈簧成型固化模具固化成型時，高溫固化，無疑會導致熱塑性材料的變形或開裂。

若采用金屬板包覆在待固化纖維束外表面，存在柔軟性不足，又存在資源浪費、生產成本高、彈性差、難以褪繞等諸多問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題：本發明的目的是為了解決現有技術中的不足，提供一種清潔衛生、生產成本低，不影響固化纖維束原有性質的適用于連續纖維復合材料彈簧的制造方法。

本發明的技術方案：本發明所述的一種適用于連續纖維復合材料彈簧的制造方法，包括如下步驟：

步驟一：將由連續纖維組成的纖維絲束涂覆基體材料，形成初始連續纖維束；

步驟二：在所述初始連續纖維束外纏繞一層熱塑性薄膜,形成待加壓連續纖維束；

步驟三：在待加壓連續纖維束上施加周向螺旋擠壓力，形成待固化連續纖維束；

步驟四：將所述待固化連續纖維束送入彈簧成型固化模具，固化成型。

進一步的，所述周向螺旋擠壓力由螺旋擠壓管施加；在待加壓連續纖維束穿過螺旋擠壓管時，由螺旋擠壓管內連續螺紋凸起對進入其內的待加壓連續纖維束產生周向螺旋擠壓力，將原包裹在待加壓連續纖維束外的熱塑性薄膜及纖維絲沿螺旋線向待加壓連續纖維束軸線方向壓緊，將原直線行進的待加壓連續纖維束通過擠壓變更為螺旋式行進。

進一步的，所述初始連續纖維束包括：將初始張力紗架上的多股纖維絲束引出，經過浸漬槽浸漬后，再經纏繞機及第二纏繞紗架，形成多軸向連續纖維復合材料的初始連續纖維束。