[發明專利]一種復合材料圓管的生產方法及設備

在審

• 申請號: 202111112852.6
• 申請日: 2021-09-18
• 公開（公告）號: CN113733604A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 潘文喆;楊廷西;歐媚馨;黃展輔
• 申請（專利權）人: 增城華昌塑料五金模具有限公司
• 主分類號: B29C70/52
• 分類號: B29C70/52;B29C33/76;B29C70/54;B23P15/24;B23P23/06;B29L23/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 羅曉林;楊桂洋

一種復合材料圓管的生產方法及設備，包括依序排布的合金冶煉裝置，無心車床，紗架，拉纏組件，牽引機和切割機，合金冶煉裝置用于冶煉低熔點合金同時與擠出模具相連，擠出成型制得連續不斷的低熔點合金模芯，所述無心車床用于加工校直低熔點合金模芯，拉纏組件用于對復合材料圓桿進行固化成型；牽引機拉動復合材料圓桿進行移動，離開牽引機進入切割機后按照尺寸切割復合材料圓桿，最后再放入合金冶煉裝置中加熱熔化模芯，清洗干凈后即可獲得復合材料圓管成品。本發明克服傳統拉纏設備中模芯長度有限且固定不動、模芯在拉擠模具內下垂、圓管壁厚不均勻、牽引機壓扁復合材料圓管等問題，大大提高了圓管尺寸精度，尤其適合生產高精度拉纏圓管。

技術領域

本發明涉及復合材料拉纏成型領域，更具體指的是一種低熔點合金作為模芯的復合材料圓管的生產方法及設備。

背景技術

在復合材料拉擠纏繞圓管的生產過程中，模芯通常是固定好一端，纖維在預浸好樹脂后固定在模芯表面，之后纖維和模芯一起進入模具，固化成型獲得圓管，圓管離開模具后模芯脫離，圓桿內部變成中空狀態，再使用牽引設備對圓管進行牽引時，之后切割成所需長度。

由于模芯只固定了一側，另一側完全在外模具里面懸空，受重力的影響，模芯在外模具內部勢必下垂，從而影響拉擠出來的圓管同心度，導致纖維在圓管周向上分布不均勻，進而造成圓管直線度降低。

在牽引過程中，會經常出現控制不好牽引設備上對圓管的夾持力，夾持力太小則無法牽引圓管，夾持力太大會導致圓管的夾持部位變形；部分設備使用皮帶式牽引機對復合材料圓管全部進行夾持，若圓管被夾持變形則生產出來的只能全部報廢；還有一部分牽引機只固定的夾持圓管某一段位置，之后帶動圓管前進，到達行程終點后復位重新夾持某一段前進，該方法只對只圓管固定的位置夾持，但圓管夾持部分依舊會變形，這時只能切除被夾持的部分，生產過程中依舊產生較多廢料。

若使模芯全程跟隨圓管移動，可以有效的避免模芯在外模具里下垂和牽引機夾扁圓管的問題，切割后在去除模芯，由于使用普通金屬材料的作為可移動模芯，成本太高，且不好脫模；本發明采用低熔點合金作為模芯可有效的避免上述問題，低熔點合金可以有效的避免脫模的過程，只需要把獲得的圓桿重新加溫熔化掉低熔點合金即可，需要注意的是低熔點合金的熔化溫度會高于圓管樹脂成型溫度，低于圓管熱變形溫度，同時低熔點合金熔化的過程也同時作為圓管退火過程，使用低熔點合金作為模芯可以有效的提高圓管各個參數精度，生產過程中低熔點合金可以循環利用，生產過程中不產生廢料，對比傳統模芯清潔環保，適合高精度拉纏圓管生產。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種復合材料圓管的生產方法及設備。

為了解決上述技術問題，本發明采取以下技術方案：

一種復合材料圓管的生產方法，包括以下步驟：

選用低熔點合金作為模芯材料；

在合金冶煉爐內加入低熔點合金，加熱使低熔點合金熔化形成液態低熔點合金流體；

將液態低熔點合金流體通過擠出裝置擠出，再經冷卻得到低熔點合金模芯；

將低熔點合金模芯送入無心車床，把低熔點合金模芯加工和校直到所需尺寸及精度；

拉擠處理，將經過預浸過樹脂的紗線纏繞在低熔點合金模芯表面，先通過內層紗在低熔點合金模芯圓周表面沿縱向方向纏繞形成內層螺旋結構，再利用纏繞紗線在內層紗形成的內層結構上纏繞形成中層纏繞結構，再在中層纏繞結構上布置外層紗，外層紗沿著低熔點合金模芯縱向方向在繞著圓周面纏繞形成外層結構，從而在低熔點合金模芯表面形成了具有內層、中層和外層共三層的結構，然后送入對應的模具，在拉擠過程中低熔點合金模芯一直跟隨預浸后的紗線移動；

在模具中加熱固化成型，使紗線上的樹脂固化形成外保護層，結合紗線的纏繞與樹脂的固化，使得低熔點合金模芯和外保護層之間為實心結構，得到實心結構的復合材料圓桿；