一种能制备连续碳纤维复合材料的装置的制作方法

本实用新型涉及连续碳纤维复合材料技术领域，尤其涉及一种能制备连续碳纤维复合材料的装置。

背景技术：

纤维增强复合材料由于其比重小、比模量高、耐磨性、耐腐蚀性等优点被广泛应用在航天航空、汽车零部件、船舶零部件等领域，但纤维增强复合材料的制备工艺复杂、周期长、制造成本贵等特点制约其应用范围。

目前，国内外学者结合具有成本低、周期短、设计自由度高等优势的3d打印技术研发了连续纤维复合材料3d打印新型技术，克服了传统连续纤维复合材料成型工艺的缺点。

上述连续碳纤维复合材料的制备装置在制备过程中，因喷头的通道设计单一，存在材料浸润不充分，复合效果不好的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种能制备连续碳纤维复合材料的装置，用以解决制备过程中，材料浸润不充分，复合效果不好的问题。

本实用新型提供一种能制备连续碳纤维复合材料的装置，用于将树脂和连续纤维制成复合材料，包括树脂送料组件和喷头组件，所述树脂送料组件与所述喷头组件可拆卸连接；所述树脂送料组件具有一出料端；所述喷头组件包括第一连接件、第二连接件和喷嘴，所述第一连接件与所述第二连接件可拆卸连接，所述第一连接件和所述第二连接件之间对接形成一复合空腔以及一与外界相连通纤维进料槽，所述复合空腔与所述纤维进料槽相连通，所述纤维进料槽为y形结构，所述纤维进料槽沿靠近所述复合空腔的方向横截面逐渐减小，以供连续纤维经由所述纤维进料槽导入到所述复合空腔中扩展成布状纤维，所述喷嘴与所述第一连接件或/和所述第二连接件可拆卸连接，所述喷嘴与所述复合空腔相连通，所述树脂送料组件的出料端与所述复合空腔相连通，以供制成的复合材料从喷嘴导出。

进一步的，所述第一连接件与所述树脂送料组件螺纹连接。

进一步的，所述第一连接件和所述第二连接件之间通过螺栓连接。

进一步的，所述纤维进料槽的延伸方向与所述树脂送料组件的出料方向相互垂直。

进一步的，所述纤维进料槽的进料方向与所述喷嘴的出料方向相同。

进一步的，所述树脂送料组件包括料筒、螺杆、加热圈和进料漏斗，所述螺杆同轴内置于所述料筒中，所述螺杆与所述料筒转动连接，所述加热圈同轴套设于所述料筒的外壁上，所述进料漏斗的底部与所述料筒的送料通道相连通，所述送料通道远离所述进料漏斗的一端为出料端。

进一步的，该装置还包括一驱动组件，所述驱动组件的输出端与所述螺杆连接。

进一步的，所述驱动组件包括减速步进电机、转轴以及联轴器，所述减速步进电机的输出端与所述转轴的一端连接，所述转轴的另一端经由所述联轴器与所述螺杆连接。

与现有技术相比，将喷头组件的结构设计为三块，分别为第一连接件、第二连接件以及喷嘴，易装卸，便于维护，通过设置第一连接件和第二连接件之间对接形成一复合空腔以及一与外界相连通纤维进料槽，其中纤维进料槽为y形结构，纤维进料槽沿靠近复合空腔的方向横截面逐渐减小，可扩展纤维为布状，增加纤维浸润面积，增加复合材料的复合效果。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种能制备连续碳纤维复合材料的装置实施例中整体的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种能制备连续碳纤维复合材料的装置途1中a-a面剖视图；

图3为本实用新型提供的一种能制备连续碳纤维复合材料的装置图2中a部的放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，本实施例中的一种能制备连续碳纤维复合材料的装置，用于将树脂和连续纤维制成复合材料，包括树脂送料组件200和喷头组件300，树脂送料组件200与喷头组件300可拆卸连接。

本实施方案中的树脂送料组件200具有一出料端，用以将树脂导入到喷头组件300中。

本实施例中的树脂送料组件200包括料筒210、螺杆220、加热圈230和进料漏斗240，螺杆220同轴内置于料筒210中，螺杆220与料筒210转动连接，加热圈230同轴套设于料筒210的外壁上，进料漏斗240的底部与料筒210的送料通道211相连通，送料通道211远离进料漏斗的一端为出料端。

其中，该装置还包括一驱动组件100，如图2所示，驱动组件100的输出端与螺杆220连接，具体的，驱动组件100包括减速步进电机110、转轴120以及联轴器130，减速步进电机110的输出端与转轴120的一端连接，转轴120的另一端经由联轴器130与螺杆220连接，用以带动螺杆220转动，螺杆220转动将料筒210中的树脂导入到喷嘴350组件中。

可以理解的是，树脂送料组件200的结构并不限于上述结构，只要能将树脂送入喷头组件300中即可。

如图3所示，本实施例中的喷头组件300包括第一连接件310、第二连接件320和喷嘴350，第一连接件310与第二连接件320可拆卸连接，第一连接件310和第二连接件320之间对接形成一复合空腔330以及一与外界相连通纤维进料槽340，复合空腔330与纤维进料槽340相连通，纤维进料槽340为y形结构，纤维进料槽340沿靠近复合空腔330的方向横截面逐渐减小，以供连续纤维经由纤维进料槽340导入到复合空腔330中扩展成布状纤维，喷嘴350与第一连接件310或/和第二连接件320可拆卸连接，喷嘴350与复合空腔330相连通，树脂送料组件200的出料端与复合空腔330相连通，以供制成的复合材料从喷嘴350导出。

其中，第一连接件310和第二连接件320均为连接块，第一连接件310和第二连接块相对的一侧的中间部位均向内凹陷形成凹槽，两个凹槽对接形成上述复合空腔330。

其中，第一连接件310和第二连接件320相对的一侧的顶部形成螺纹孔，喷嘴350与螺纹孔螺纹连接。

其中，第一连接件310和第二连接件320相对的一侧的底部均开设有斜槽，两个斜槽对接形成纤维进料槽340，纤维进料槽340沿自下而上的方向横截面积逐渐变小，便于连续纤维挤出成型，具体的，扩展成布状的纤维。

其中，第一连接件310远离第二连接件320一侧设置有一螺纹管，螺纹管与料筒210的一端螺纹连接。

其中，第一连接件310和第二连接件320之间通过螺栓连接，具体的，螺栓穿过第二连接件320、并与第一连接件310上开设的螺纹孔螺纹连接。

为了使树脂与连续纤维之间的复合效果更好，本实施例中的纤维进料槽340的延伸方向与树脂送料组件200的出料方向相互垂直。

为了便于出料，本实施例中的纤维进料槽340的进料方向与喷嘴350的出料方向相同。

工作流程：开启减速步进电机110，通过转轴120、联轴器130带动螺杆220转动，往进料漏斗240中添加热塑性树脂，热塑性树脂随着螺杆220的转动沿着送料通道211方向移动，直至导入到复合空腔330中，同时往纤维进料槽340中添加连续纤维，连续性纤维通过y型结构进入复合空腔330中，此过程中y型结构可将纤维扩展成布状，热塑性树脂与布状的纤维在复合空腔330中进行充分复合后，再从上端喷嘴350挤出，从而完成连续纤维复合材料的制备过程。

与现有技术相比，将喷头组件300的结构设计为三块，分别为第一连接件310、第二连接件320以及喷嘴350，易装卸，便于维护，通过设置第一连接件310和第二连接件320之间对接形成一复合空腔330以及一与外界相连通纤维进料槽340，其中纤维进料槽340为y形结构，纤维进料槽340沿靠近复合空腔330的方向横截面逐渐减小，可扩展纤维为布状，增加纤维浸润面积，增加复合材料的复合效果。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。