[发明专利]热塑复材管的制造装置及制造方法

说明书

本发明公开了一种热塑复材管的制造装置及制造方法，其中该制造装置包括：一心轴，为内模仁并具有管状表面及内径，内径靠近心轴的两端处设有外低内高的斜面，内径中间具有多边形的制动孔，心轴是由多片纵轴走向的组合片拼成并于心轴表面包覆碳纤预浸材；一内部加压机构设置于心轴的内径，可由内径径向地向外对该些组合片施加压力；一加热机构设置于内部加压机构；及一对上、下模具于合模后具有对应于心轴的模穴，可供心轴置入，上、下模具分别设有数个水路孔，用以灌入流通的液体，使上、下模具冷却降温，经由加压加热使碳纤预浸材的树脂融化接合，产生具有厚度的热塑复材管，据此使上、下模具无须设置加热源以提升模具结构强度并提升加热效能。

技术领域

本发明是涉及一种热塑复材管的制造技术，特别涉及一种内模仁可埋入加热棒，使上、下模具无须设置加热源，并可提升模具结构强度及提升加热效能的热塑复材管的制造装置及制造方法。

背景技术

中国专利CN107081922A揭露一种大口径热塑性复合材料长输管及其制造方法和装置，热塑性聚合物丝和增强纤维盘绕在卷筒或料盘上，驱动电机驱动卷筒和料盘放丝，经过张紧辊保持适当的张力，然后通过送丝电机分别经过两个导向管将二者导入3D打印机头内，其中将增强纤维导入3D打印机头内部中空螺杆通道，将聚合物丝导入机头腔体并缠绕于螺杆上。通过动态扭矩传感器组建的自动控制系统调节张紧装置和送丝电机转速，从而精准控制3D打印机头内的送丝量，提高管道成型的精度，聚合物丝在打印机头内部受热熔融，熔融树脂在螺杆和丝材推力作用下到达喷嘴。增强纤维在喷嘴处被熔融树脂浸渍包覆，然后从喷嘴处挤出，形成复合纤维丝。3D打印机头整体装置及卷筒固定于一个可以绕管道轴向旋转的转盘装置上，打印机头可以在转盘上沿管道径向做一定幅度的运动。芯轴可以沿管道轴向前后往复移动。通过调节大盘旋转，打印机头和芯轴移动速率等参数控制复合纤维丝在内衬层上的打印过程。在整个管道增强层生产线有两台甚至多台相同的转盘打印设备。然后逐层打印，最后得到增强管件。

前述技术存在不需要使用金属材料，具有轻量化、耐高温、耐腐蚀、柔韧性好、气密性好、内外压力等级高、安装方便等特点，其内壁光滑、大口径、高内外压力等级可以获得高的流速率与流量，特别适合于长输油气管道方面的应用，但不适于很短的制件成型周期和高冲击强度领域的应用。

发明内容

本发明的主要目的，是在于内模仁心轴可埋入加热机构，而外包覆的上、下模具无须加设热源可减化模具，提升模具结构强度及节省加热能源。

本发明的另一目的，是可对包覆在内模仁心轴外周面的碳纤预浸材施加内压力，且压力可作调整，以应对不同的造管制程。

本发明的再一目的，在于以数个组合片拼接构成心轴，该些组合片可径向移动，除了可向外移动以对碳纤预浸材施加内压外，也可向内移动以易于分离脱模，取出管料。

为达成上述目的，本发明提供了一种热塑复材管的制造装置，包括：一心轴、一内部加压机构、一加热机构及一对上、下模具，该心轴为内模仁，并具有一管状表面及一内径，该内径靠近该心轴两端处设有外低内高的斜面，该内径具有多边形的一制动孔，该心轴是由多片纵轴走向的组合片围设拼成；该内部加压机构设置于该心轴的内径，该内部加压机构可由该内径径向地向外对该些组合片施加压力；该加热机构设置于该内部加压机构；该对上、下模具，于合模后具有对应于该心轴的管状表面的一模穴，可供该心轴、置于该心轴内的该内部加压机构及置于该内部加压机构内的该加热机构置入，并紧固该上、下模具，该上模具与该下模具分别设有数个水路孔，用以灌入流通的液体，使上、下模具冷却降温。

其中，该内部加压机构包含：组配在该心轴的制动孔的一固锁杆、两锥形杆分别设置在该心轴的内径的两端及分别穿过该两锥形杆的两螺杆，该螺杆与该固锁杆螺合，当该螺杆向内螺入时，会推动该锥形杆朝向该固锁杆移动，以向外撑大该心轴的内径。