[發明專利]一種金屬包裹短纖維布成型裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 202110476322.3
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113186657B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 王發展;王遠軍
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: D04H1/74
• 分類號: D04H1/74;D04H1/44;D06B3/02;D06B23/20;D06B23/22;D01G13/00;D06M11/83
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 房鑫

本發明公開了一種金屬包裹短纖維布成型裝置及其使用方法，包括氣相沉積裝置，纖維絲原料貫穿氣相沉積裝置設置，用于對纖維絲原料表面沉積金屬層；沉積金屬層的纖維絲穿入纖維絲切斷裝置；纖維絲切斷裝置的出料口及樹脂加注裝置的出料口均與混合裝置的進口端連接；磁場發生裝置設置在混合裝置的外側；混合裝置的出口端與布料碾壓裝置的進料口連接，布料碾壓裝置用于輥壓成型得到短纖維布成品；本發明對纖維絲原料的表面沉積金屬層，使纖維絲具有導電性；將短纖維絲與樹脂在混合裝置中進行混合；利用磁場對布料混合物中的纖維絲的取向分布進行調節，使纖維絲按照可控的取向分布，滿足短纖維布不同工況下的性能要求，結構及工藝簡單，生產成本較低。

技術領域

本發明屬于纖維復合材料加工成型技術領域，特別涉及一種金屬包裹短纖維布成型裝置及其使用方法。

背景技術

纖維增強復合材料具有高比強度、高比模量、高抗疲勞性、耐腐蝕、成形工藝性好以及可設計性強等特點，廣泛應用于航空、航天、汽車、體育生活及機械制造等領域，纖維增強復合材料按纖維的形狀、尺寸可分為短纖維增強復合材料、連續纖維增強復合材料和纖維布增強復合材料，它們具有不同的特點和用途；短纖維增強復合材料，其主要由基體與短纖維增強體組成。

目前，短纖維布的成形方法主要有織造法、熔噴法等；例如中國專利申請“具有短纖維的熔噴纖維網”(公開號：CN101688342A)中公開了，包括噴融裝置和喂料裝置，通過熔噴裝置將固體原料高溫熔融成紡絲熔體，再通過高速氣流拉伸纖維束，在喂料機中混合，最終得到雙組分或多組分構成的成品；又如，中國專利申請“以熔噴為載體與超短纖維混合的非織造布制造設備和方法”(公開號：CN106436026A)中公開了以熔噴為載體與超纖維混合制造非織造布；中國專利申請“一種大寬幅單向短纖維布的生產工藝”(公開號：CN108215206A)中公開了，通過短纖維的多根束帶并列軋制，將至少兩塊加熱冷卻后形成粘合布并列粘合。

上述工藝生產的短纖維布的粘合性較差，工藝復雜，生產成本較高，且短纖維的取向及分布隨機不可控制，無法滿足短纖維布不同工況下的性能要求。

發明內容

針對現有技術中存在的技術問題，本發明提供了一種金屬包裹短纖維布成型裝置及其使用方法，以解決現有的成型裝置，生產的短纖維布的粘合性較差，工藝復雜，生產成本較高的技術問題。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

本發明提供了一種金屬包裹短纖維布成型裝置，包括氣相沉積裝置、磁場發生裝置、布料碾壓裝置、樹脂加注裝置、混合裝置及纖維絲切斷裝置；纖維絲原料貫穿氣相沉積裝置設置，用于對纖維絲原料表面沉積金屬層；

沉積金屬層的纖維絲穿入纖維絲切斷裝置；纖維絲切斷裝置的出料口及樹脂加注裝置的出料口均與混合裝置的進口端連接；磁場發生裝置設置在混合裝置的外側；混合裝置的出口端與布料碾壓裝置的進料口連接，布料碾壓裝置用于輥壓成型得到短纖維布成品。

進一步的，還包括纖維絲滾筒，纖維絲原料均勻纏繞在纖維絲滾筒上。

進一步的，還包括滾輪裝置；滾輪裝置設置在氣相沉積裝置與纖維絲切斷裝置之間；滾輪裝置包括滾輪電機、滾輪皮帶及滾輪本體；滾輪皮帶的一端與滾輪電機的輸出端連接，另一端與滾輪本體連接；沉積金屬層的纖維絲繞過滾輪本體后，穿入纖維絲切斷裝置。

進一步的，氣相沉積裝置包括冷卻板、氣化室、氣化裝置及沉積滾筒；氣化室的一側設置有纖維絲進口，另一側設置有纖維絲出口；沉積滾筒轉動設置在氣化室中，纖維絲原料通過纖維絲進口進入氣化室中，并繞過沉積滾筒后通過纖維絲出口穿出氣化室；氣化裝置設置在氣化室的底部，氣化裝置的出口與氣化室連通；冷卻板密封設置在氣化室的頂部。

進一步的，磁場發生裝置包括硅鋼片屏蔽體、圓環支架及若干電磁線圈；圓環支架套設在混合裝置的外側，硅鋼片屏蔽體設置在圓環支架的外側，硅鋼片屏蔽體采用若干硅鋼片壓制得到；若干電磁線圈環向均勻設置在圓環支架內側。