[发明专利]一种连续碳纤维增强热塑性树脂基预浸料制备装置及方法

摘要

本发明公开复合材料领域中一种连续碳纤维增强热塑性树脂基预浸料制备装置及方法，通过左、右楔形摆块分别与第一左、右弹性张力辊配合实现碳纤维松束、开纤、张紧，通过左、右楔形摆块分别与第二左、右弹性张力辊的接触和快速下压作用，使张紧的碳纤维束对熔融态基体树脂膜进行快速垂直向下切割，并包埋入其中，实现碳纤维丝束在热塑性基体树脂中的嵌入及包埋，再通过随后压力辊的二次压实制备单向连续碳纤维热塑性预浸带料，通过二次纺织或编织，制成各种单向、双向、斜向及三维连续碳纤维增强预浸布或织物，很好地解决了热塑性树脂基体粘性大、对碳纤维束浸透性差和浸润难、树脂含量难以精确控制的问题，也适用于热固性碳纤维预浸料带制备。

主权项

1.一种连续碳纤维增强热塑性树脂基预浸料制备装置，包含卷有碳纤维束（2）的碳纤维束卷辊（1）和卷有树脂膜（9）的树脂膜卷辊（8），其特征是：碳纤维束（2）经碳纤维束卷辊（1）引出，从左到右依次经中心轴前后水平布置的碳纤维束牵引辊（3）、第一左弹性张力辊（4）、第二左弹性张力辊（6）、第二右弹性张力辊（7）和第一右弹性张力辊（5）向右输送，在第一左弹性张力辊（4）至第一右弹性张力辊（5）之间的碳纤维束（2）的正上方布置有开纤器（11）；树脂膜（9）从树脂膜卷辊（8）引出，从左到右依次经第二左弹性张力辊（6）、第二右弹性张力辊（7）和第一右弹性张力辊（5）向右输送；树脂膜（9）位于碳纤维束（2）的正下方，两者水平布置且相互平行，其间留有上下间隙；在第二左弹性张力辊（6）和第二右弹性张力辊（7）之间的树脂膜（9）的正下方设有红外加热器（12），红外加热器（12）最上部设有水平的砧板（27）；第一左弹性张力辊（4）、第二左弹性张力辊（6）、第二右弹性张力辊（7）和第一右弹性张力辊（5）的正下端各固定连接一个垂直布置的压簧；开纤器（11）上设置有能旋转的左楔形摆块（22）和右楔形摆块（24），左楔形摆块（22）位于第一左弹性张力辊（4）和第二左弹性张力辊（6）的正上方，右楔形摆块（24）位于第二右弹性张力辊（7）和第一右弹性张力辊（5）的正上方；左楔形摆块（22）的下表面是左楔形面（32），右楔形摆块（24）的下表面是右楔形面（33），左楔面（32）和右楔面（33）相互面对面地布置，左楔形摆块（22）和右楔形摆块（24）的中间之间连接一根左右水平布置的拉簧（25）；第一左弹性张力辊（4）的正下端固定连接第一左压簧（34），第二左弹性张力辊（6）的正下端固定连接第二左压簧（36），第二右弹性张力辊（7）的正下端固定连接第二右压簧（37），第一右弹性张力辊（5）的正下端固定连接第一右压簧（35）；设计拉簧（25）以及第一左压簧（34）、第一右压簧（35）、第二左压簧（36）、第二右压簧（37）的簧力，当开纤器（11）向下运动时，在左楔形面（32）、右楔形面（33）、拉簧（25）以及四个压簧的共同作用下，使张紧的碳纤维束（2）下压经红外加热器（12）加热后的树脂膜（9），使碳纤维束（2）对熔融态基体树脂膜（9）进行垂直切割，并包埋入其中。