[发明专利]用于用树脂浸渍和固化连续纤维的装置

说明书

一种用于制备由浸渍有树脂的增强纤维形成的连续复合元件的设备，所述树脂包含用于固化的光引发剂。增强纤维被牵拉通过真空腔室(110)且接着牵拉通过竖直浸渍腔室(122)，在所述浸渍腔室中用所述树脂进行浸渍。细长复合物接着沉积到旋转的构形轮(140)上。在旋转期间，例如发光二极管(LED)的辐射源(146)用于活化所述光引发剂且提供所述树脂的至少部分固化。所述连续复合元件从所述构形轮沿着竖直线路(148)传递，在所述竖直线路中，额外辐射源(150)活化所述光引发剂且提供额外固化。

技术领域

本发明涉及一种用于用树脂连续浸渍连续纤维的装置，所述树脂使用光引发剂在浸渍后固化。

背景技术

复合材料可用于制造结构或承载组件。此类复合材料相比于非复合材料可提供强度改进且重量减小同时达成等效或较佳机械性能的优点。如本文中所使用，复合材料通常包含浸渍有树脂的细长或连续增强纤维，所述树脂固化以将树脂与增强纤维结合且产生所要机械属性。

在复合材料受到增加的应力的应用中，必须谨慎地控制制造条件以达成所要机械属性。树脂将纤维彼此牢固地接合且将应力传输到纤维。理想地，纤维完全浸渍且遍及复合元件的横截面且根据所要增强程度遍及复合元件的整个横截面均质分布。达成此类理想构造充满各种挑战。

拉挤成形是一种制造复合元件的常规方法，其涉及连续地退绕增强纤维且将其浸入树脂浴中以确保纤维浸渍有树脂。纤维和树脂通过加热过的模具拉伸，以便实现树脂的至少部分聚合。然而，此类拉挤成形通常不易于适用于高速操作，因为浸渍倾向于缓慢且难以均匀地控制。维持纤维在树脂内的适当定位可能难以控制。

另一常规技术将增强纤维安置在模具内，从而在模具中产生真空且将纤维浸渍有树脂。真空可改进浸渍但模具具有有限尺寸且是分批过程，其限制所制造组件的形状和尺寸。因而，模制技术不容许连续制造长组件且不会始终均匀地浸渍增强纤维。

因此，用于制造连续细长复合物的设备将为有用的。可用于较均匀地浸渍增强纤维的此设备也将是有益的。也可较迅速地用树脂浸渍细长复合物且固化其的此设备将也是尤其有用的。

发明内容

本发明提供一种用于制备由浸渍有树脂的增强纤维形成的连续复合元件的设备，所述树脂包含用于固化的光引发剂。增强纤维被牵拉通过真空腔室且接着牵拉通过竖直浸渍腔室，在所述浸渍腔室中用树脂进行浸渍。细长复合物接着沉积到旋转的构形轮上。在旋转期间，例如发光二极管(LED)的辐射源用于活化光引发剂且提供树脂的至少部分固化。细长复合元件从构形轮沿着额外辐射源活化光引发剂且提供额外固化的竖直线路传递。本发明允许达成高浸渍速率同时还提供用于连续制造连续复合物的设备。本发明的额外目标和优点将部分在以下描述中进行阐述，或可从描述中显而易见，或可通过实践本发明来习得。

在本发明的一个示范性实施例中，本发明提供一种用于制造连续细长复合物的设备，所述连续细长复合物包含浸渍在固化的树脂内的增强纤维。所述设备包含具有进口端及出口端的真空腔室，其中所述真空腔室配置成将真空施加到细长复合物。位于进口端处的第一通道具备与真空腔室连通的进口和出口，其中第一通道配置成将细长复合物供应到真空腔室。

浸渍腔室界定在浸渍腔室进口与浸渍腔室出口之间延伸的纵向轴线。纵向轴线沿着竖直方向定向。浸渍腔室配置成用树脂浸渍细长复合物。第二通道具有与真空腔室连通的进口和与浸渍腔室连通的出口。至少一个模具配置成用于对细长复合物进行塑形且定位在浸渍腔室的下游。

所述设备包含用于固化树脂的组合件。所述组合件定位在至少一个模具的下游。所述组合件包含轮，经过浸渍的细长复合物沉积在所述轮上且随着所述轮在预定弧长度内旋转。用于固化树脂的组合件还包含经过浸渍的细长复合物在随着所述轮旋转之后穿过的竖直线路。第一辐射源定位成邻近于预定弧长度且配置成用于至少部分地固化树脂。第二辐射源定位成邻近于竖直线路且配置成用于至少部分地固化树脂。