[发明专利]用于制造纤维增强塑料成型件的方法和设备

说明书

本发明描述一种用于制造纤维增强塑料成型件的方法和设备，其中，使用经覆层的纤维条。为了对纤维条(2a)覆层，首先由经电离的空气产生空气流并且将其引导通过文丘里喷嘴(9)。将粉末(11)借助螺杆输送机(13)从储备容器(12)取出并且输送给文丘里喷嘴(9)，沿流动方向在文丘里喷嘴(9)下游存在或形成由粉末空气混合物构成的流。将所述流引入到腔室(4)中，将接地的或与粉末相反电离的纤维条(2a)移动穿过该腔室(4)且穿过流动通过腔室(4)的粉末空气混合物，粉末颗粒沉积到纤维条(2a)上。因此，从腔室(4)导出的纤维条(2b)具有覆层，将这样覆层的纤维条(2b)输送给注塑成型机(1)或挤出机(1)的塑化装置。

技术领域

本发明涉及一种用于制造纤维增强塑料成型件的方法，还涉及一种用于实施所述方法的设备。

背景技术

为了制造纤维增强的塑料产品，已知将连续的纤维条在塑化装置中混入到熔化的塑料材料中并且将这样混合的材料输送给成型装置。所述成型装置可以是注塑工具或挤出工具。根据成型装置，所述塑化装置可以设计成不同的。在注塑工具的情况下，塑化装置例如可以设计成具有不能轴向移动的螺杆的双螺杆挤出机，并且所述材料可以借助连接于下游的注射单元被引入到注塑工具中。同样也已知螺杆预塑化装置设置有唯一的螺杆并且将材料借助连接于下游的注射单元引入到注塑工具中。在此，螺杆在螺杆预塑化装置的情况下可以是轴向位置固定的螺杆或者也可以构造成往复式螺杆。在最后提到的情况中，不仅设置有旋转驱动装置也设置有线性驱动装置。在注塑工具的情况下，塑化装置也可以仅构造有一个往复式螺杆，也就是说塑化和注塑成型利用一个且同一个螺杆进行。在挤出工具的情况下，塑化装置可以设计成单螺杆挤出机或多螺杆挤出机(例如双螺杆挤出机)。由前述类型已知的塑化装置例如在EP1144174B1、EP1306187B1和DE423662C2中公开。

由US5094883已知，粉末材料被施加到纤维条上。首先将待覆层的纤维条接地并且然后引导穿过如下壳体，这些纤维条在所述壳体中遭受粉末空气混合物。为了产生粉末空气混合物，使用所谓的流化床法。在壳体中设置有多孔隙板，该板可以被置于振动。在所述板上铺设确定量的粉末并且在那里形成粉末储备。在多孔隙板的下方，所述壳体衔接到通道上，经干燥的空气可通过所述通道从下面被引入到所述壳体中。在多孔隙板的下方设置有电离器，流入的空气可以借助该电离器被电离。电离的空气被引导通过多孔隙板以及通过所述粉末。在此，粉末从多孔隙板上被抬起并且与电离的空气一起在多孔隙板上方一定间距处形成粉末空气混合物。如果纤维条被移动通过所述粉末空气混合物，则粉末沉积在纤维条上。纤维条随后被移动通过炉子，以便熔化粉末并且实现粉末与纤维条的好的附着。这样覆层的纤维条最后被输送给辊，在那里纤维条被卷绕并且最终形成经覆层的纤维材料的储备。

由DE102014213320A1已知，借助喷枪用粉末对工件覆层(第[0019]段)。在此，在储备容器中产生粉末空气混合物，其表现得像液体。也可以说，粉末在储备容器中“流化”。所述流化的粉末随后通过软管或管流至涂覆装置(例如具有相应喷嘴的喷枪)。为了给粉末颗粒充电，设置有喷射电极。被充电的粉末借助喷枪被喷射并且保持附着在接地的工件上。根据DE1020142113320A1，待覆层的工件可以是基本上例如至少50重量％、优选至少75重量％或仅由碳纤维构成的工件。术语“碳纤维”包括单个纤维或丝线，但也包括由其构成的成圈针织物、编织物、拉圈针织物、纺织物、非织造网布或类似物。

在已知的粉末覆层法中，虽然粉末可以相对均匀地被施加到纤维条上。然而不利的是，每单位量的纤维条(例如每千克纤维条)的层厚或粉末含量不能被调节或至少不能足够精确地被调节。这在将这样覆层的纤维材料直接加工成由塑料熔体和纤维材料构成的混合物时会产生不利影响。更确切地说，不能在所加入的纤维条上制造具有限定份额层材料的成型件。

发明内容

由此出发，本发明的任务在于，给出一种用于制造纤维增强塑料成型件的方法和设备，其中，所述塑料成型件被掺入纤维，该纤维具有限定份额的覆层材料。