[发明专利]连续缠绕玻璃钢管生产工艺及其生产线

说明书

本发明公开一种连续缠绕玻璃钢管生产工艺及其生产线，其包括底座和主龙门大立架、安装在底座上的钢带模具支撑及循环推进系统、3D打印布料系统、加热固化监控系统以及同步切割修整系统。本发明可以实现连续纤维、短切纤维、颗粒增强材料、树脂按照设计要求相互完美分布，制品壁厚结构浑然一体，管壁似均质材料一样致密，制品的综合性能优，强度高，解决了一般层合板复合材料层间剪切强度低，易于分层，抗冲击性能差，壁厚截面不具备水密封性能等缺点，保障管壁的材料质量；同时使钢带实现完整循环，相邻圈钢带之间紧密排列，稳定性好，大大提高了连续缠绕的生产效率和生产质量。

技术领域

本发明属于玻璃钢管连续缠绕生产技术领域，具体涉及一种连续缠绕玻璃钢管生产工艺及其生产线。

背景技术

目前，我国玻璃钢管的生产有三种工艺，即连续缠绕工艺、定长缠绕工艺和离心浇铸工艺，在生产玻璃钢管时，复合材料通常是层合板材料，特别是纤维增强塑料，层间强度是薄弱环节，如果在铺层中引入用作功能或造价改善的颗粒增强材料如石英砂、碳化硅、石墨等，更容易出现层间薄弱现象，上述问题可以通过引入一定数量（质量含量不小于3%），长度在50mm左右的短切纤维，使其均匀分布在各个层间可以显著改善层间强度，颗粒增强材料如果可以与短切纤维均匀分布，也可以显著提高颗粒增强层的性能。一般可以采用的方法是将短切纤维与颗粒增强材料预先混合再与树脂混合，但由于短切纤维蓬松且易于缠结，当质量含量大于1%时就很难与颗粒增强材料预先混合，而且即使强制混合后也不能有效与树脂浸润，均匀分布。而短切纤维在与连续纤维叠加时，通常采用短切纤维逐层喷射和连续纤维缠绕工艺交替的方法，不能实现短切纤维与连续纤维均匀薄层（各层厚度小于1mm）交替均匀分布的目的。同时现有生产线的钢带模具系统无法实现循环缠绕利用，影响连续缠绕加工的生产效率和生产质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题便是针对上述现有技术的不足，提供一种连续缠绕玻璃钢管生产工艺及其生产线，它能够实现连续纤维、短切纤维、颗粒增强材料、树脂按设计要求相互完美分布，近似无层堆积，增量制造，而且短切纤维和颗粒增强材料在制品壁厚中达到了随机空间分布的状态，能均匀添加到壁厚中的每一个小的层间，颗粒增强材料（石英砂）、短切纤维、环向缠绕连续纤维交织在一起，并与树脂充分浸润，制品壁厚结构浑然一体，管壁似3D打印成型的材料一样致密，制品的综合性能优，强度高，特别是解决了一般层合板复合材料层间剪切强度低，易于分层，抗冲击性能差，壁厚截面不具备水密封性能等缺点，保障管壁的材料质量；同时使钢带实现完整循环，相邻圈钢带之间紧密排列，稳定性好，大大提高了连续缠绕的生产效率和生产质量。

本发明所采用的技术方案是：一种连续缠绕玻璃钢管生产工艺，其包括下列几个步骤：

A、在连续缠绕生产线的钢带模具上缠绕聚酯薄膜，启动连续缠绕生产线，使其钢带模具稳定可靠旋转推进；

B、将树脂沿轴向按照设定的位置和宽度淋洒到钢带模具上；

C、将短切纤维按照设计的根数、位置和宽度沿轴向切撒到钢带模具上；

D、将石英砂等颗粒状填料按照设计的位置、宽度和流量沿轴向洒落到钢带模具上；

E、将连续纤维等增强材料按照设计的位置、根数和宽度沿轴向布置缠绕到钢带模具上；

F、通过气动压滚装置和完成辊对连续缠绕制品进行压实和辊平；

G、进入固化间进行远红外和感应加热固化，并监控记录放热曲线；

H、按照设定的长度切割并修正管道端面；

I、管道下线。

作为优选，所述树脂、短切纤维、石英砂等颗粒状填料以及连续纤维等增强材料均通过微机控制精确计量下料。