一种碳纤维双向布预定型生产设备的制作方法

本发明属于碳纤维复合材料加工领域，尤其涉及一种碳纤维双向布预定型生产设备。

背景技术：

1、碳纤维复合材料是由有机纤维经过一系列热处理转化而成，含碳量高于90％的无机高性能纤维，是一种力学性能优异的新材料，具有碳材料的固有本性特征，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。碳纤维复合材料以其优异的力学性能在航空航天、轨道交通、风力发电等领域得到了广泛的应用，但是其高昂的成本也限制其广泛地应用。为了降低成本，液体成型工艺得到了长足的发展。液体成型工艺是指：预先在模具中铺放好增强材料预成型体，然后在一定的压力作用下令低粘度的液态树脂流动浸润预成型体同时排出预成型体中的气体，最后在模腔中固化并脱模成型复合材料纸件。

2、如前所述，采用低成本液体成型工艺需要对织物进行预定型，预定型能够有效缓解碳纤维双向布在铺放及成型过程中的纱线滑脱、织物变形等问题。目前预定型方法有以下两种：1)人工法：将碳纤维双向布织物裁剪成设计的形状，然后使用筛网人工手动将定型粉末撒到织物上，再通过加热装置使树脂粉末颗粒熔化，粘黏于织物，形成预定型织物。采用人工法形成的预定型织物，此种方法存在撒粉克重非常不均匀、生产效率低下、成本过高等一系列问题；2)撒粉机：将生产好的碳纤维双向布织物进行二次放卷，依次经过织物放卷机构、撒粉机构、加温机构、收卷机构形成预定型织物，采用此种方法生产预定型织物具有生产工序繁琐、撒粉机采购成本较高、撒粉克重控制不均匀等问题。

3、综上，需要开发设计一种新型的预定型生产设备，以解决现有预定型生产方式存在的问题。

技术实现思路

1、本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种实现在线定型、无需二次放卷、生产效率高且预定型效果好的碳纤维双向布预定型生产设备。

2、本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种碳纤维双向布预定型生产设备包括卷曲装置、撒粉装置、加热装置、织物导辊装置和成品收卷装置，剑杆织机开口装置碳纤维双向布进入卷曲装置；卷曲装置包括第一卷曲导辊和第二卷曲导辊，在两者的下方设有卷曲辊；撒粉装置包括粉料斗以及安装在粉料斗的底部出口上的雕刻辊，在雕刻辊的侧部还设有对粉料进行刮取且距离可调节的刮刀，在雕刻辊的下方还安装有振动筛网；加热装置包括加热挡板，在加热挡板的下方安装有加热组件；织物导辊装置包括多个织物导辊；成品收卷装置包括气胀轴。

3、优选地：卷曲装置还包括驱动卷曲辊的驱动电机，第一卷曲导辊和第二卷曲导辊两者从动，碳纤维双向布由第一卷曲导辊的上方绕过、由第一卷曲导辊与卷曲辊之间向下穿行、绕过卷曲辊后由卷曲辊与第二卷曲导辊之间向上穿行，之后从第二卷曲导辊的上方绕过；第一卷曲导辊、卷曲辊和第二卷曲导辊三者均具有糙面橡胶表层。

4、优选地：撒粉装置还包括驱动雕刻辊的驱动电机、驱动振动筛网的振动电机以及驱动刮刀朝向或者远离雕刻辊移动的电控平移组件；撒粉装置还包括撒粉控制器，其驱动电机、振动电机以及电控平移组件的驱动机构均与撒粉控制器连接，撒粉控制器具有调速旋钮及间距调节旋钮。

5、优选地：撒粉装置还包括筛网清扫组件，筛网清扫组件位于振动筛网的下方；筛网清扫组件包括相对的两个导向滑轨，在导向滑轨之间设有框架式清扫基座，框架式清扫基座的两侧边缘与导向滑轨上的导向滑块固定连接，在框架式清扫基座上安装有多个同步转动的、外壁带有刷毛的清扫转辊，还包括清扫电机和推拉气缸，清扫电机的输出轴与其中一个清扫转辊的辊轴端部对接连接，推拉气缸的活塞杆端部与框架式清扫基座连接。

6、优选地：加热装置的加热挡板为耐热型板材，加热组件选取为红外线式加热组件或电阻式加热组件或热风式加热组件。

7、优选地：织物导辊装置包括六个所述织物导辊，中部的三个织物导辊位于高位位置且位于同一平面上，撒粉装置和加热装置两者位于这三个织物导辊的上方，前部的两个织物导辊位于低位位置且位于同一平面上，后部的一个织物导辊位于低位位置，位于中部的三个织物导辊后方的碳纤维双向布经冷却形成预定型织物。

8、优选地：成品收卷装置还包括驱动气胀轴的收卷电机以及为气胀轴输送压缩气的供气组件，还包括收卷控制器，收卷电机和供气组件的电磁阀与收卷控制器连接，收卷控制器具有触控式设置收卷速度的操作面板。

9、本发明的优点和积极效果是：

10、本发明提供了一种结构设计合理的碳纤维双向布预定型生产设备，与现有的碳纤维复合材料生产设备和生产方式相比，本发明中的预定型生产设备直接从剑杆织机开口装置接收碳纤维双向布，直接进行在线式预定型生产，因而与现有需要先收卷再进行二次放卷的生产设备相比，本发明中的生产设备无需进行二次放卷即可连续完成预定型加工，显著提升了预定型织物的生产效率。

11、通过设置由第一卷曲导辊、卷曲辊和第二卷曲导辊构成的卷曲装置，实现了对碳纤维双向布的卷曲及牵引处理。通过设置由粉料斗、雕刻辊、刮刀和振动筛网构成的撒粉装置，实现了向碳纤维织物表面进行均匀撒粉的技术效果，由于刮刀与雕刻辊之间的间距可以调节设定，因此撒粉量能够进行调节控制，振动筛网采用振动筛分落粉的方式进行撒粉，提升撒粉均匀性的同时有效避免结块的粉料向碳纤维织物的表面散落，因而显著提升了预定型加工的质量，预定型织物表观质量好。此外，可以通过向粉料斗内加注不同类型的树脂粉末实现不同的目的，如添加增韧性树脂粉末以提高织物韧性等。而且本生产设备可用于生产预定型织物，也可以用于生产非预定型织物，设备用途多样化。

技术特征：

1.一种碳纤维双向布预定型生产设备，其特征是：包括卷曲装置(2)、撒粉装置(3)、加热装置(4)、织物导辊装置(5)和成品收卷装置(6)，剑杆织机开口装置(1)碳纤维双向布进入卷曲装置(2)；卷曲装置(2)包括第一卷曲导辊(21)和第二卷曲导辊(23)，在两者的下方设有卷曲辊(22)；撒粉装置(3)包括粉料斗(31)以及安装在粉料斗(31)的底部出口上的雕刻辊(32)，在雕刻辊(32)的侧部还设有对粉料进行刮取且距离可调节的刮刀(33)，在雕刻辊(32)的下方还安装有振动筛网(34)；加热装置(4)包括加热挡板(41)，在加热挡板(41)的下方安装有加热组件(42)；织物导辊装置(5)包括多个织物导辊(51)；成品收卷装置(6)包括气胀轴(61)。

2.如权利要求1所述的碳纤维双向布预定型生产设备，其特征是：卷曲装置(2)还包括驱动卷曲辊(22)的驱动电机，第一卷曲导辊(21)和第二卷曲导辊(23)两者从动，碳纤维双向布由第一卷曲导辊(21)的上方绕过、由第一卷曲导辊(21)与卷曲辊(22)之间向下穿行、绕过卷曲辊(22)后由卷曲辊(22)与第二卷曲导辊(23)之间向上穿行，之后从第二卷曲导辊(23)的上方绕过；第一卷曲导辊(21)、卷曲辊(22)和第二卷曲导辊(23)三者均具有糙面橡胶表层。

3.如权利要求2所述的碳纤维双向布预定型生产设备，其特征是：撒粉装置(3)还包括驱动雕刻辊(32)的驱动电机、驱动振动筛网(34)的振动电机以及驱动刮刀(33)朝向或者远离雕刻辊(32)移动的电控平移组件；撒粉装置(3)还包括撒粉控制器，其驱动电机、振动电机以及电控平移组件的驱动机构均与撒粉控制器连接，撒粉控制器具有调速旋钮及间距调节旋钮。

4.如权利要求3所述的碳纤维双向布预定型生产设备，其特征是：撒粉装置(3)还包括筛网清扫组件(35)，筛网清扫组件(35)位于振动筛网(34)的下方；筛网清扫组件(35)包括相对的两个导向滑轨，在导向滑轨之间设有框架式清扫基座，框架式清扫基座的两侧边缘与导向滑轨上的导向滑块固定连接，在框架式清扫基座上安装有多个同步转动的、外壁带有刷毛的清扫转辊，还包括清扫电机和推拉气缸，清扫电机的输出轴与其中一个清扫转辊的辊轴端部对接连接，推拉气缸的活塞杆端部与框架式清扫基座连接。

5.如权利要求4所述的碳纤维双向布预定型生产设备，其特征是：加热装置(4)的加热挡板(41)为耐热型板材，加热组件(42)选取为红外线式加热组件或电阻式加热组件或热风式加热组件。

6.如权利要求5所述的碳纤维双向布预定型生产设备，其特征是：织物导辊装置(5)包括六个所述织物导辊(51)，中部的三个织物导辊(51)位于高位位置且位于同一平面上，撒粉装置(3)和加热装置(4)两者位于这三个织物导辊(51)的上方，前部的两个织物导辊(51)位于低位位置且位于同一平面上，后部的一个织物导辊(51)位于低位位置，位于中部的三个织物导辊(51)后方的碳纤维双向布经冷却形成预定型织物(7)。

7.如权利要求6所述的碳纤维双向布预定型生产设备，其特征是：成品收卷装置(6)还包括驱动气胀轴(61)的收卷电机以及为气胀轴(61)输送压缩气的供气组件，还包括收卷控制器，收卷电机和供气组件的电磁阀与收卷控制器连接，收卷控制器具有触控式设置收卷速度的操作面板。

技术总结本发明涉及一种碳纤维双向布预定型生产设备。包括卷曲装置、撒粉装置、加热装置、织物导辊装置和成品收卷装置，剑杆织机开口装置碳纤维双向布进入卷曲装置；卷曲装置包括第一卷曲导辊和第二卷曲导辊，在两者的下方设有卷曲辊；撒粉装置包括粉料斗以及安装在粉料斗的底部出口上的雕刻辊，在雕刻辊的侧部还设有对粉料进行刮取且距离可调节的刮刀，在雕刻辊的下方还安装有振动筛网；加热装置包括加热挡板，在加热挡板的下方安装有加热组件；织物导辊装置包括多个织物导辊；成品收卷装置包括气胀轴。本发明的碳纤维双向布预定型生产设备实现了在线定型，无需二次放卷，生产效率高且预定型效果好。技术研发人员：石军,徐冲,程宝发,赵倩娟,辛朝波受保护的技术使用者：廊坊市飞泽复合材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/20