一种复合纤维预制料的制备装置的制作方法

[0001]
本实用新型属于纤维预制料制备领域，具体涉及一种复合纤维预制料的制备装置。


背景技术：

[0002]
预浸料是用树脂基体在一定工艺条件下浸渍纤维或织物，制成的树脂基体与增强体的组合物。预浸料一般具有轻质的特性，可广泛使用于工业技术领域。随着汽车行业的飞速发展，材料的要求也越来越高。现有玻璃纤维和聚丙烯(polypropylene，简称pp)树脂预浸料具有轻质的特性，适用车辆内饰件轻量化的需求。然而，该预浸料的强度较低，无法很好地适用于车辆内饰件的制作，并且预浸料制备时，因为纤维长度裁剪会产生很多纤维下脚料，因长度参差不齐，无法继续使用，在一定程度上造成资源的浪费，有待进一步改进。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，提供一种复合纤维预制料的制备装置。
[0004]
本实用新型采用如下技术方案：
[0005]
一种复合纤维预制料的制备装置，包括搅拌机、挤压机、擀皮机、第一纤维布给料机构、第二纤维布给料机构和辊压机构，复合纤维预制料包括从上到下依次设置的第一纤维布、纤维层状料和第二纤维布，
[0006]
搅拌机用于搅拌混合纤维下脚料与树脂；
[0007]
挤压机与搅拌机连接，将与树脂搅拌混合均匀的纤维下脚料挤压成纤维条状料；
[0008]
擀皮机与挤压机连接，将接收到的纤维条状料擀平成纤维层状料，包括壳体、可转动设置在壳体中上下相对设置的上擀平辊与下擀平辊和设置在壳体前端可与挤压机出口连接的引导盘，两擀平辊之间形成供纤维条状料通过的擀平通道，引导盘后端与擀平通道连通以引导纤维条状料进入擀平通道形成纤维层状料；
[0009]
第一纤维布给料机构设置在擀皮机后端，位于纤维层状料上方，包括卷储有第一纤维布的第一布辊和设置在第一布辊下方用于浸湿第一纤维布的第一浸胶槽；
[0010]
第二纤维布给料机构与第一纤维布给料机构上下相对设置，位于纤维层状料下方，包括卷储有第二纤维布的第二布辊和设置在第二布辊下方用于浸湿第二纤维布的第二浸胶槽；
[0011]
辊压机构包括上下相对设置的两压布辊，两压布辊之间形成有辊压通道，以使经过纤维层状料、第一纤维布和第二纤维布复合形成复合纤维预制料。
[0012]
进一步的，所述擀皮机设置有多个，多个擀皮机间隔排列且多个擀平通道的宽径沿纤维条状料的走向逐渐减小。
[0013]
进一步的，还包括设置在第一纤维布给料机后端的隔离膜复合机构，所述复合纤维预制料还包括复合在第一纤维布顶面的隔离膜。
[0014]
进一步的，所述隔离膜复合机构包括用于卷储隔离膜的膜辊和相对纤维层状料上下设置的两压膜辊，两压膜辊之间形成膜压通道，以使经过膜压通道的复合纤维预制料顶面再复合一层隔离膜。
[0015]
进一步的，还包括设置在第一纤维布给料机构后端用于卷储复合纤维预制料的卷储机构。
[0016]
进一步的，所述卷储机构包括底座、可转动设置在底座中的卷储辊和设置在底座上连接并驱动卷储辊转动的卷储电机。
[0017]
进一步的，还包括设置在辊压机构后端引导复合纤维预制料输送至卷储机构，包括相对复合纤维预制料上下设置的两基板和可转动设置在基板上与复合纤维预制料相对的多根引导辊。
[0018]
进一步的，所述擀皮机还包括设置在壳体上驱动上擀平辊与下擀平辊转动的驱动件，驱动件包括设置在壳体上连接并驱动上擀平辊转动的驱动电机、设置在上擀平辊轴端的主动齿轮和设置在下擀平辊轴端与主动齿轮啮合的从动齿轮。
[0019]
进一步的，所述挤出机挤出口的横截面为圆形。
[0020]
进一步的，所述引导盘中形成有用于引导纤维条状料进入擀平通道的引导通道，引导通道沿纤维条状料的走向逐渐减小。
[0021]
由上述对本实用新型的描述可知，与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：复合纤维预制料包括从上到下依次设置的第一纤维布、纤维层状料和第二纤维布，纤维层状料由纤维下脚料与树脂混合擀平成型，纤维下脚料在纤维层状料中随机分布、纵横交叉，相对于现有技术中的纤维横向排布或纵向排布制成的纤维预制料的强度更高，且提高了纤维下脚料的利用率，减少资源的浪费，同时第一纤维布与第二纤维布可进一步加强复合纤维预制料的强度，以满足更多的生产需求；
[0022]
擀皮机设置有多个且多个擀平通道的宽径沿纤维条状料的走向逐渐减小，保证纤维条状料可被擀平成所需厚度；
[0023]
在第一纤维布顶面复合隔离膜，可以复合纤维预制料卷储时，上下相叠的两层复合纤维预制料不会相互影响；
[0024]
引导通道沿纤维条状料的走向逐渐减小，引导通道前端的直径较大，方便承接从挤压机出口出来或者从前一擀皮机出来的纤维条状料；引导通道后端的直径较小，可导正纤维条状料的走向，以保证纤维条状料稳妥进入下一擀皮机的擀平通道被擀平成所需厚度；
[0025]
本实用新型的整体结构简单，通过各机构之间的相互配合，可对纤维下脚料进行合理利用，得到强度高的复合纤维预制料，以减少资源的浪费。
附图说明
[0026]
图1为本实用新型的结构示意图一；
[0027]
图2为本实用新型的结构示意图二；
[0028]
图3为本实用新型的结构示意图三；
[0029]
图4为擀皮机的结构示意图；
[0030]
图5为复位纤维预制料的结构剖视图；
[0031]
图6为引导盘的结构示意图；
[0032]
图中，1-搅拌机、2-挤压机、3-擀皮机、4-第一纤维布给料机构、5-第二纤维布给料机构、6-辊压机构、7-隔离膜复合机构、8-卷储机构、9-引导机构、0-复合纤维预制料、31-壳体、32-上擀平辊、33-下擀平辊、34-引导盘、341-引导通道、35-驱动件、351-驱动电机、36-擀平通道、41-第一布辊、42-第一浸胶槽、43-第一导向辊、44-第一导向杆、51-第二布辊、52-第二浸胶槽、53-第二导向辊、54-第二导向杆、61-压布辊、71-膜辊、72-压膜辊、81-底座、82-卷储辊、83-卷储电机、91-第一引导机构、911-第一基板、912-第一引导辊、92-第二引导机构、921-第二基板、922-第二引导辊、01-隔离膜、02-第一纤维布、03-纤维层状料、04-第二纤维布。
具体实施方式
[0033]
以下通过具体实施方式对本实用新型作进一步的描述。
[0034]
参照图1至图6所示，一种复合纤维预制料的制备装置，包括搅拌机1、挤压机2、擀皮机3、第一纤维布给料机构4、第二纤维布给料机构5、辊压机构6、膜压机构7、卷储机构8和引导机构9。
[0035]
复合纤维预制料0包括从上到下依次复合的隔离膜01、第一纤维布02、纤维层状料03和第二纤维布04。
[0036]
搅拌机1用于搅拌混合纤维下脚料与树脂，树脂为热固性树脂，具体的，搅拌机1为物料搅拌领域中常用的设备，这边对其具体结构不作进一步的赘述，热固性树脂为市售产品。
[0037]
挤压机2与搅拌机1的输出端连接，将与树脂搅拌混合均匀的纤维下脚料挤压成纤维条状料，挤压机2出料口的横截面为圆形，以使纤维条状料呈圆柱状，具体的，挤压机2为真空挤压机，为物料挤压领域中常用的设备，这边对其具体结构不作进一步的的赘述。
[0038]
擀皮机3与挤压机2连接，将接收到的纤维条状料擀平呈纤维层状料，包括壳体31、可转动设置在壳体31中上下相对设置的上擀平辊32、下擀平辊33、连接在壳体31前端的引导盘34和设置在壳体31上驱动上擀平辊32与下擀平辊33转动的驱动件35，上擀平辊32与下擀平辊33之间形成供纤维条状料通过的擀平通道36；引导盘34的后端与擀平通道36连接，引导纤维条状料进入擀平通道36形成纤维层状料，位于首位的擀皮机3的引导盘与挤压机2出口的连接，位于后面的擀皮机3的引导盘34与前一擀皮机3的擀平通道36出口连接，以引导纤维条状料进入下一擀皮机3的擀平通道36；具体的，擀皮机3设置有多个，多个擀皮机3依次排列且多个擀平通道36的宽径沿纤维条状料的走向逐渐减小，以使纤维条状料被擀成所需厚度。
[0039]
引导盘34中形成有用于引导纤维条状料进入擀平通道36的引导通道341，引导通道341沿纤维条状料的走向逐渐减小，引导通道341前端的直径较大方便承接从挤压机2出口出来或者从前一擀皮机3出来的纤维条状料，引导通道341后端的直径较小，可导正纤维条状料的走向，以保证纤维条状料稳妥进入下一擀皮机3的擀平通道36被擀平成所需厚度。
[0040]
驱动件35包括设置在壳体31上连接并驱动上擀平辊32转动的驱动电机351、设置在上擀平辊32轴端的主动齿轮和设置在下擀平辊轴端33与主动齿轮啮合的从动齿轮，通过驱动电机351、主动齿轮与从动齿轮的配合，带动上擀平辊32与下擀平辊33转动，以使纤维
条状料被擀平成所需厚度。
[0041]
第一纤维布给料机构4设置在擀皮机3后端，位于纤维层状料上方，包括卷储有第一纤维布02的第一布辊41和设置在第一布辊41下方用于浸湿第一纤维布02的第一浸胶槽42，具体的，第一浸胶槽42中设置有引导第一纤维布02进入第一浸胶槽42中的第一导向辊43和设置在第一浸胶槽42出口处用于引导第一纤维布02离开第一浸胶槽42的第一导向杆44，第一纤维布02进入第一浸胶槽42中绕过第一导向辊43的下端浸湿后，再绕过第一导向杆44的上端离开第一浸胶槽42，进一步的，第一浸胶槽42的开口与擀皮机3相对。
[0042]
第二纤维布给料机构5设置在擀皮机3的后端，位于纤维层状料的下方，包括卷储有第二纤维布04的第二布辊51和设置在第二布辊51下方用于浸湿第二纤维布04的第二浸胶槽52，具体的，第二浸胶槽52中设置有引导第二纤维布04进入第二浸胶槽52中的第二导向辊53和设置在第二浸胶槽52出口处用于引导第二纤维布04离开第二浸胶槽52的第二导向杆54，第二纤维布04进入第二浸胶槽52中绕过第二导向辊53的下端浸湿后，再绕过第二导向杆54的上端离开第二浸胶槽52，进一步的，第二浸胶槽52的开口与擀皮机3相对。
[0043]
辊压机构6设置在擀皮机3与第一纤维布给料机构4之间，包括相对纤维层状料上下设置的两压布辊61和驱动两压布辊转动的驱动组件，两压布辊61之间形成有辊压通道，以使同时经过的纤维层状料03、第一纤维布02和第二纤维布04复合形成复合纤维预制料半成品；驱动组件包括电机与传动件，电机与其中一压布辊61连接，传动件连接在两压布辊62之间，以使电机可驱动两压布辊转动，对第一纤维布02、纤维条状料03和第二纤维布04进行复合，驱动组件以及传动件为机械领域中常用的部件，这边对其具体结构和连接关系不再作进一步的赘述。
[0044]
隔离膜复合机构7设置在第一纤维布给料机构4后端，包括用于卷储隔离膜的膜辊71、相对纤维层状料上下设置的两压膜辊72和驱动两压膜辊72转动的驱动机构，两压膜辊72之间形成膜压通道，以使第一纤维布02顶面再复合一层隔离膜01，隔离膜01可保证复合纤维预制料0卷储时，上下相叠的两层复合纤维预制料0不会相互影响，具体的，驱动机构包括膜压电机和传动组件，膜压电机与其中一压膜辊72连接，传动组件连接在两压膜辊72之间，通过膜压电机驱动两压膜辊72转动以使隔离膜01复合在第一纤维布02顶面，驱动机构与传动组件为机械领域中常用的部件，这边对其具体结构和连接关系不再作进一步的赘述。
[0045]
卷储机构8设置在膜压机构7后端，用于卷储复合纤维预制料0，包括底座81、可转动设置在底座81中的卷储辊82和设置在底座81上连接并驱动卷储辊82转动的卷储电机83。
[0046]
引导机构9包括第一引导机构91和第二引导机构92，第一引导机构91设置在辊压机构6与隔离膜复合机构7之间，用于引导复合纤维预制料半成品进入隔离膜复合机构7，包括相对复合纤维预制料上下设置的两第一基板911和可转动设置在第一基板911上与复合纤维预制料相对的多根第一引导辊912。
[0047]
第二引导机构92设置在隔离膜复合机构7与卷储机构8之间，引导复合纤维预制料输送至卷储机构8进行卷储，包括相对复合纤维预制料上下设置的两第二基板921和可转动设置在第二基板921上与复合纤维预制料相对的多根第二引导辊922。
[0048]
复合纤维预制料0包括从上到下依次设置的隔离膜01、第一纤维布02、纤维层状料03和第二纤维布04，纤维层状料03由纤维下脚料与树脂混合擀平成型，纤维下脚料在纤维
层状料中随机分布、纵横交叉，相对于现有技术中的纤维横向排布或纵向排布制成的纤维预制料的强度更高，且提高了纤维下脚料的利用率，减少资源的浪费，同时第一纤维布02与第二纤维布04可进一步加强复合纤维预制料的强度，以满足更多的生产需求；并且制成的复合纤维预制料卷储成卷，使用时，可以根据生产需要对复合纤维预制料进行裁剪和/或复合，以得到所需的预浸纤维布，可满足更多的生产需要。
[0049]
一种复合纤维预制料的制备方法，包括如下步骤：
[0050]
步骤一，收集纤维下脚料送入搅拌机1中，按料：树脂＝10:3-4的比例加入树脂混合均匀；
[0051]
步骤二，将混合均匀的物料送入挤压机2中，挤压成圆柱状的纤维条状料；
[0052]
步骤三，引导盘34引导纤维条状料进入擀皮机3中，驱动电机351驱动上、下擀平辊32、33转动，以使纤维条状料被擀成所需厚度的纤维层状料；
[0053]
步骤四，引导纤维层状料进入辊压机构6，在压布辊61的作用下与浸胶后的第一纤维布02和浸胶后的第二纤维布04复合形成复合纤维预制料半成品，压布辊的压力为8-12mpa；
[0054]
步骤五，引导复合纤维预制料半成品进入隔离膜复合机构7，通过压膜辊72在第一纤维布02表面复合一层隔离膜01，制得复合纤维预制料0，再经卷储机构8卷储成卷备用。
[0055]
实施例1
[0056]
一种复合纤维预制料的制备方法，包括如下步骤：
[0057]
步骤一，收集纤维下脚料送入搅拌机1中，按料：树脂＝10:4的比例加入树脂混合均匀；
[0058]
步骤二，将混合均匀的物料送入挤压机2中，挤压成圆柱状的纤维条状料；
[0059]
步骤三，引导盘34引导纤维条状料进入擀皮机3中，驱动电机351驱动上、下擀平辊32、33转动，以使纤维条状料被擀成所需厚度的纤维层状料；
[0060]
步骤四，引导纤维层状料进入辊压机构6，在压布辊61的作用下与浸胶后的第一纤维布02和浸胶后的第二纤维布04复合形成复合纤维预制料半成品，压布辊的压力为12mpa；
[0061]
步骤五，引导复合纤维预制料半成品进入隔离膜复合机构7，通过压膜辊72在第一纤维布02表面复合一层隔离膜01，制得复合纤维预制料0，再经卷储机构8卷储成卷备用。
[0062]
将上述制得的复合纤维预制料经试验获得如下数据：
[0063]
层间剪切强度：15mpa；
[0064]
抗弯强度：186mpa；
[0065]
密度：1.16g/cm-3
；
[0066]
现有技术中的复合纤维预制料经试验获得如下数据：
[0067]
层间剪切强度：7mpa；
[0068]
抗弯强度：135mpa；
[0069]
密度：1.33g/cm-3
；
[0070]
通过上述数据可知，本申请通过纤维下脚料在纤维层状料中随机分布、纵横交叉，相对于现有技术中的纤维横向排布或纵向排布制成的纤维预制料的强度更高，且提高了纤维下脚料的利用率，减少资源的浪费，同时第一纤维布02与第二纤维布04可进一步加强复合纤维预制料的强度，以满足更多的生产需求。
[0071]
实施例2
[0072]
一种复合纤维预制料的制备方法，包括如下步骤：
[0073]
步骤一，收集纤维下脚料送入搅拌机1中，按料：树脂＝10:3的比例加入树脂混合均匀；
[0074]
步骤二，将混合均匀的物料送入挤压机2中，挤压成圆柱状的纤维条状料；
[0075]
步骤三，引导盘34引导纤维条状料进入擀皮机3中，驱动电机351驱动上、下擀平辊32、33转动，以使纤维条状料被擀成所需厚度的纤维层状料；
[0076]
步骤四，引导纤维层状料进入辊压机构6，在压布辊61的作用下与浸胶后的第一纤维布02和浸胶后的第二纤维布04复合形成复合纤维预制料半成品，压布辊的压力为8mpa；
[0077]
步骤五，引导复合纤维预制料半成品进入隔离膜复合机构7，通过压膜辊72在第一纤维布02表面复合一层隔离膜01，制得复合纤维预制料0，再经卷储机构8卷储成卷备用。
[0078]
将上述制得的复合纤维预制料经试验获得如下数据：
[0079]
层间剪切强度：14mpa；
[0080]
抗弯强度：182mpa；
[0081]
密度：1.17g/cm-3
；
[0082]
现有技术中的复合纤维预制料经试验获得如下数据：
[0083]
层间剪切强度：7mpa；
[0084]
抗弯强度：135mpa；
[0085]
密度：1.33g/cm-3
；
[0086]
通过上述数据可知，本申请通过纤维下脚料在纤维层状料中随机分布、纵横交叉，相对于现有技术中的纤维横向排布或纵向排布制成的纤维预制料的强度更高，且提高了纤维下脚料的利用率，减少资源的浪费，同时第一纤维布02与第二纤维布04可进一步加强复合纤维预制料的强度，以满足更多的生产需求。
[0087]
实施例3
[0088]
一种复合纤维预制料的制备方法，包括如下步骤：
[0089]
步骤一，收集纤维下脚料送入搅拌机1中，按料：树脂＝10:3.6的比例加入树脂混合均匀；
[0090]
步骤二，将混合均匀的物料送入挤压机2中，挤压成圆柱状的纤维条状料；
[0091]
步骤三，引导盘34引导纤维条状料进入擀皮机3中，驱动电机351驱动上、下擀平辊32、33转动，以使纤维条状料被擀成所需厚度的纤维层状料；
[0092]
步骤四，引导纤维层状料进入辊压机构6，在压布辊61的作用下与浸胶后的第一纤维布02和浸胶后的第二纤维布04复合形成复合纤维预制料半成品，压布辊的压力为10mpa；
[0093]
步骤五，引导复合纤维预制料半成品进入隔离膜复合机构7，通过压膜辊72在第一纤维布02表面复合一层隔离膜01，制得复合纤维预制料0，再经卷储机构8卷储成卷备用。
[0094]
将上述制得的复合纤维预制料经试验获得如下数据：
[0095]
层间剪切强度：17mpa；
[0096]
抗弯强度：192mpa；
[0097]
密度：1.13g/cm-3
；
[0098]
现有技术中的复合纤维预制料经试验获得如下数据：
[0099]
层间剪切强度：7mpa；
[0100]
抗弯强度：135mpa；
[0101]
密度：1.33g/cm-3
；
[0102]
通过上述数据可知，本申请通过纤维下脚料在纤维层状料中随机分布、纵横交叉，相对于现有技术中的纤维横向排布或纵向排布制成的纤维预制料的强度更高，且提高了纤维下脚料的利用率，减少资源的浪费，同时第一纤维布02与第二纤维布04可进一步加强复合纤维预制料的强度，以满足更多的生产需求。
[0103]
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，故不能以此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。

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