[发明专利]一种高预应力成型用热塑性预浸纱续接装置及方法

说明书

本发明公开了一种高预应力成型用热塑性预浸纱续接装置及其方法，本发明将热塑性预浸纱纱盘中的预浸纱牵引至续接模具内，夹紧块固定热塑性预浸纱后续接上模下压，使续接的热塑性预浸纱紧密贴合；加热控制单元实时控制续接模具温度；压力控制单元加压至设定压力，保温保压一定时间；冷却单元以一定冷却速度冷却续接模具至玻璃化转变温度以下，续接上模抬起，热塑性预浸纱续接完成；本发明为热续接，预浸纱升温快且受热均匀、无应力集中，续接接头质量优异，接头承载能力高，解决了热塑性预浸纱长度受限导致的张力换纱处的张力松弛，保证高预应力成型过程中大张力施加，提高了高预应力制件制备效率，为高预应力成型工艺提供了技术支持。

技术领域

本发明属于热塑性复合材料高预应力成型技术领域，具体涉及一种高预应力成型用热塑性树脂性预浸纱快速热续接装置及方法。

背景技术

热塑性复合材料因其优异的综合性能、成型周期短、生产效率高等特点，引起了诸如航空航天、军事工业、汽车等行业的广泛关注。料热塑性复合材料可实现原位固结成型，高预应力成型过程中施加张力水平高（＞500MPa）、张力保持率高，适用于电机护套等预应力要求较高的制件的制造，实现制件的高预应力成型。

高预应力成型过程中，通常用窄带预浸纱用于高预应力制件制备，其施加预应力水平较高。但实际成型过程中，热塑性预浸纱长度有限，制件高预应力制备过存在一定次数换纱，而换纱后张力重新施加，导致该层张力松弛、张力分布不均，影响高预应力制件最终应力分布；换纱的增加，制件成型周期延长，影响高预应力制件制备效率；重新接纱时，接纱位置易偏离实际断纱点，导致接纱处易明显的重叠或间隙，制件表面出现起伏，影响高预应力制件张力施加及制件表面质量。

目前，对于预浸纱长度受限产生的断纱，导致热塑性复合材料高预应力成型工艺中张力稳定施加、成型效率延长、制件质量的预浸纱续接缺问题缺乏解决措施。

发明内容

本发明的目的是为了解决背景技术中提及的问题，提供一种高预应力成型用热塑性预浸纱续接装置及方法，解决高预应力成型工艺中张力施加不均匀、制件制备效率有限等问题，实现连续纤维增强热塑性树脂基复合材料高效高质量制备。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种高预应力成型用热塑性预浸纱续接装置，包括续接主平台，其中：续接主平台上安装有续接上模和续接下模，续接上模位于续接下模上方，续接主平台上还安装有放纱纱盘、收纱纱盘以及加热装置，放纱纱盘上绕有放纱单元预浸纱,收纱纱盘上绕有收纱单元预浸纱，放纱单元预浸纱和收纱单元预浸纱的对接部能置于续接下模上叠放，续接上模能下压在续接下模上，压紧放纱单元预浸纱和收纱单元预浸纱，加热装置能对续接上模和续接下模之间的放纱单元预浸纱和收纱单元预浸纱加热，使二者续接。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的续接下模上端设置有凹槽，续接上模下端设置有与凹槽对应的凸棱，放纱单元预浸纱和收纱单元预浸纱的对接部置于凹槽内，凸棱能下移至凹槽内，压紧放纱单元预浸纱和收纱单元预浸纱。

上述的加热装置安装在续接下模中，续接上模中安装有续接冷却单元，续接冷却单元用于对放纱单元预浸纱和收纱单元预浸纱冷却。

上述的放纱纱盘通过放纱纱盘支座安装在续接主平台上，放纱纱盘支座与续接主平台固定连接，放纱纱盘能相对于放纱纱盘支座转动，收纱纱盘通过收纱纱盘支座安装在续接主平台上，收纱纱盘支座与续接主平台固定连接，收纱纱盘能相对于收纱纱盘支座转动；放纱纱盘和收纱纱盘上均安装有锁紧结构，锁紧结构能使放纱纱盘与放纱纱盘支座固定配合，收纱纱盘与收纱纱盘支座固定配合。

上述的锁紧结构包括插拔销和锁紧块，放纱纱盘支座和收纱纱盘支座均包括纱盘法兰和纱盘座体，纱盘座体下端与续接主平台固定连接，纱盘座体上端通过涨紧套与纱盘法兰固定连接，纱盘法兰的法兰面与相应的纱盘盘面贴近配合，插拔销能同时穿过纱盘法兰和纱盘盘面，并通过锁紧块锁紧固定，使纱盘与对应的纱盘支座固定配合。