[发明专利]一种基于热熔法碳纤维预浸料的浸胶装置和浸胶工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种浸胶装置和浸胶工艺，特别是涉及一种采用了开丝机构进行开丝并且通过加膜机构和收卷机构来进行浸胶压膜和整形收卷，采用恒张力结构，保证浸胶均匀的基于热熔法碳纤维预浸料的浸胶装置和浸胶工艺。

背景技术

预浸料可直接用于复合材料制品的制造，被广泛运用在航空航天以及国防设备，特别是飞机螺旋桨、机翼、机身和一些重要壳体结构的制造中。该材料的应用程度直接反映一个国家的航天航空工业和国防装备水平。欧美等发达国家长期对预浸料生产应用及制造的关键设备实行出口限制和技术封锁，国内这方面发展也比较缓慢。

传统方法先将树脂基体加热到一定的温度后溶融，纤维依次通过放卷、浸胶、挤压、烘干等工序，最后收卷在芯轴上。传统工艺方法主要用于制备窄带预浸料，要求树脂基体的流动性要好，利于浸渍纤维束。制备出来的预浸料树脂含量低，产品质量无法保证，环境污染严重。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种采用了开丝机构进行开丝并且通过加膜机构和收卷机构来进行浸胶压膜和整形收卷，采用恒张力结构，保证浸胶均匀的基于热熔法碳纤维预浸料的浸胶装置和浸胶工艺。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种基于热熔法碳纤维预浸料的浸胶装置，所述浸胶装置包括碳纤维的加载机构、碳纤维的开丝机构、碳纤维的浸胶加膜机构和碳纤维的收卷机构；在碳纤维预浸料的整个工艺流程中，碳纤维的开丝机构处于碳纤维的加载机构的下游，碳纤维的浸胶加膜机构处于碳纤维的开丝机构的下游，碳纤维的收卷机构处于碳纤维的浸胶加膜机构的下游。

在本发明的具体实施例子中：所述的加载机构包括可以加载五个通道的碳纤维原料的五个独立的纱架，每个纱架的底部都安装一个与所述的纱架配套的机械电磁制动器。

在本发明的具体实施例子中：所述的开丝机构包括压辊和开丝槽。

在本发明的具体实施例子中：所述的浸胶加膜机构包括滚轮和浸胶装置，所述的浸胶装置包括浸胶板、冷却装置和纠偏装置，冷却装置位于浸胶板的下游，纠偏装置位于冷却装置的下游。

在本发明的具体实施例子中：所述的收卷机构包括电机和收卷轴。

在本发明的具体实施例子中：所述的收卷轴包括五个芯轴。

在本发明的具体实施例子中：所述的浸胶加膜机构和收卷机构之间安装有压膜处理机构。

一种采用上述的基于热熔法碳纤维预浸料的浸胶装置的浸胶工艺，所述工艺包括如下步骤：

（1）、碳纤维放置在加载机构的纱架上，在每一个纱团上的底部都安装一个配套的机械电磁制动器，然后通过传感器获取信号从而控制制动器，控制不同的张力输出，使得纱团的运转速度得到控制，从而控制单个纱团的张力的范围为100±6N，每一个纱团的机械电磁制动器都是相互独立的，

（2）、通过加载机构传递过来的碳纤维原料，经过开丝机构中第一道压辊进行碾压后，进入到开丝槽中进行均匀开丝然后进行压辊成型，首先将加载机构输出的碳纤维进行分拨，从而达到所需的宽度和厚度，使碳纤维排放有序整齐，它是通过开丝轴不停的运动使碳纤维均匀分布；

（3）、通过滚轮传递压辊成型后的碳纤维材料进入到浸胶装置，首先利用浸胶加膜机构中的浸胶板进行浸胶，浸胶完成后通过浸胶加膜机构中的冷却板进行冷却，冷却完成后再利用浸胶加膜机构中的纠偏装置进行精确定位，调整碳纤维材料的工位，最后进行上侧压膜处理；

（4）、通过压膜处理后的碳纤维材料利用两道压辊进行压紧和传递，碳纤维材料传递到纱架上进行收卷操作，电机和带传动让收卷轴实现自转，通过丝杆实现收卷轴的左右移动，通过这种方式来实现收卷过程，通过让芯轴左右移动，使得薄膜扭曲，可以很好的防止起皱和粘贴，收卷机构中共有五个芯轴同时收集，五个芯轴的速度一样，之间用链传动传动实现，另外使用电机和减速器将指定的速度传至芯轴上，芯轴的左右移动可以将连接芯轴的支架以及电机装置放置在导轨上，通过伺服电机实现整个装置的左右移动。

本发明的积极进步效果在于：本发明提供的一种基于热熔法碳纤维预浸料的浸胶装置和浸胶工艺具有以下优点：本发明与传统的浸胶方式相比，本发明采用了开丝机构进行开丝并且通过加膜机构和收卷机构来进行浸胶压膜和整形收卷，采用恒张力结构，保证浸胶均匀，比常规的湿法工艺具有污染少成本低的优点，比常规的干法工艺具有胶面平整均匀不粘连的优点。

附图说明

图1为本发明提供的基于热熔法碳纤维预浸料的浸胶装置的结构示意图。

具体实施方式