一种碳纤维成型设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及注塑机领域，具体涉及一种碳纤维成型设备。
【背景技术】
[0002]碳纤维是一种碳含量在90%(质量分数)以上的新型无机纤维材料，具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗辐射、导电、传热、和相对密度小等一系列优异性能，属于典型的高性能纤维。碳纤维既有碳材料的固有特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，利用碳纤维制作的构件质量轻、比刚度高，应用范围广泛。但是，目前已经成熟的碳纤维应用形式主要有四种，一种为手糊压层法，将浸过胶后的碳纤维片剪形叠层，或是一边铺层一边刷上树脂，再热压成型，该种方法制成的碳纤维产品强度高，但生产效率低下；一种为缠绕成型法，将碳纤维单丝缠绕在碳纤维轴上，此种方法只适用于制作圆柱体和空心器皿，且生产效率低下;一种为模压法，这种方法是将已预浸树脂的碳纤维材料放入金属模具中，加压后使多余的胶液溢出来，然后高温固化成型，该种方法制成的碳纤维产品强度高，但同样生产效率低下，且无法制作结构件;一种为长纤粒料注塑法，将碳纤维预加工，制成粒料，再经由注塑机注塑成型，此种方法虽然解决了生产效率问题，但在粒料中纤维长度较长的碳纤维，经过注塑机螺杆和热流道的剪切和加热作用下，制成品中纤维长度在5_以上的仅为30%，致使制成品强度大大降低。
[0003]由于碳纤维材料本身的强度在高温下易受损害，且碳纤维的长度以及其在制成品中的交错复杂程度，将影响其制成品的强度，由此可见，目前对于碳纤维的应用，在即保证碳纤维材料强度又实现大批量工业化生产的生产工艺是空缺的，对于实现碳纤维的连续化生产和成型加工的设备同样处于市场空白的状态，因此，研制一种即能够减少碳纤维受高温损害的时间又能够增大碳纤维在制成品中的长度，且能满足工业化大批量生产的效率需求的设备是尤为必要的。
[0004]鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。
【发明内容】
[0005]为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种碳纤维成型设备，其用于加工含碳纤维材料的注塑材料，包括:
[0006]—配混结构，其用以将配方材料进行剪切、加热，使其达到熔融状态，并将连续形态的碳纤维材料进行剪切后与熔融状态的所述配方材料配混形成注塑熔体；
[0007]—多级注射结构，其用以当所述注塑熔体容量达到设定值后，注射所述注塑熔体；
[0008]一储射转换结构，其用以在所述多级注射结构关闭时，临时存储所述注塑熔体;在所述多级注射结构开启时，将所述储射转换结构和所述配混结构中的所述注塑熔体送入所述多级注射结构；
[0009]所述多级注射结构包括:一注射喷嘴，其为所述注塑熔体的排出口。
[0010]较佳的，所述储射转换结构包括储射转换结构本体，用以实现对接收注塑熔体进行储射转换功能，所述储射转换结构还包括:一储射闸阀，用于改变所述注塑熔体流向；所述储射闸阀包括:一储射闸阀阀座，其上设置有第一通道和第二通道，所述第一通道和所述第二通道均用以流通所述注塑熔体;一储射闸阀阀芯，其位于所述储射闸阀阀座内部，用以改变所述注塑熔体的流通状态;所述储射闸阀阀芯包括:双通孔和三通孔，所述双通孔能够随着所述储射闸阀阀芯的移动实现导通状态与非导通状态的切换，在导通状态时，所述双通孔用以将所述注塑熔体引入并流出所述储射闸阀;所述三通孔能够随着所述储射闸阀阀芯的移动实现三通状态与两通状态的切换，在两通状态时，所述三通孔实现所述储射闸阀阀芯与所述储射闸阀阀座的导通，在三通状态时，增加接收所述注塑熔体的进入。所述储射转换结构为所述配混结构连续不断供来的所述注塑熔体设置一个临时储藏空间，在工业生产中，大大增加了生产效率，避免反复启停对设备造成的损害，同时避免对所述注塑熔体的反复加热造成能源的浪费;所述注塑熔体通过在两个阀道中交换进出，减少旧料在所述储射转换结构中的残留时间。
[0011]较佳的，所述配混结构包括配混结构本体，其用于对待加工材料进行剪切、熔融；所述配混结构本体包括一螺杆筒体，其用于对配混过程提供实施空间，所述螺杆筒体包括至少一个筒体组件，其用于构成所述螺杆筒体;所述筒体组件包括:开口筒体和闭口筒体，所述开口筒体上设置有通孔，所述通孔用于将待加工材料投入所述配混结构中；所述闭口通体，其用于构成所述螺杆筒体;根据工艺需要，所述通孔在所述螺杆筒体上所处的位置，由所述开口筒体和所述闭口筒体的组合确定。所述配混结构能够将所述待加工材料由颗粒状态转变为可流动的熔融状态，且通过所述开口筒体和所述闭口筒体自有组合的形式可根据工艺的具体需要，调整所述通孔在所述螺杆筒体上的布置位置，进而通过对所述通孔位置的改变以及与所述螺杆筒体上设置的加热装置的配合，把握所述待加工材料的加热时间和加热温度，满足工业生产的多样化需求，避免企业重复购置配件而造成的成本增加。
[0012]较佳的，所述多级注射结构包括:一注射结构本体，其用于完成注塑熔体的注射过程;所述注射结构本体包括:一注射储料缸，其用于存储所需容量的所述注塑熔体;一进排料管座，其用于引入所述注塑熔体，并将所述注射储料缸内的所述注塑熔体注射排出;所述进排料管座包括:一进料管和一排料管，所述进料管，其用于引入所述注塑熔体;所述排料管，其用于将所述注射储料缸内的所述注塑熔体注射排出。所述多级注射结构通过对所述注塑熔体的缓冲储料、挤压注塑，完成对所述注塑熔体的射出。
[0013]较佳的，所述待加工材料包括连续纤维和配方材料;所述开口筒体上的通孔数量至少为2个，所述通孔包括:第一进料通孔，其用于投入所述连续纤维;第二进料通孔，其用于投入所述配方材料。将所述连续纤维和所述配方材料分开投入所述配混结构中，可根据不同的工艺需求，实现对不同的所述待加工材料的选择以及不同的加工方式。
[0014]较佳的，所述螺杆筒体内部设有螺杆组件，所述螺杆组件由至少两根并排设置的螺杆构成，所述螺杆组件用于剪切待加工材料，并沿螺旋线前进方向将所述待加工材料输送到下游。
[0015]较佳的，其中至少一个所述第一进料通孔位于所述第二进料通孔的下游位置。所述连续纤维的投入位置位于所述配方材料的投入位置的下游，可减小对所述连续纤维的剪切和加热时间，从而使所述连续纤维剪切后的形成的纤维片段长度更长，大于5_的纤维片段占比更多，进而使注塑成型后的成品件在抗拉强度和抗冲击强度上，较之所述连续纤维加热和剪切时间长的生产方式，都有更大的提升。
[0016]较佳的，所述配混结构外部还连接至少一侧喂料装置，其用于实现侧方投料，所述螺杆筒体上还设置有与所述侧喂料装置相对应的通孔;所述侧喂料装置包括一侧喂料配混装置，其用于对所述侧喂料进料口投入的所述待加工材料进行剪切、熔融。设置所述侧喂料装置可在复杂的注塑生产工艺中，将加热温度、加热时间存在较大差异的不同种类的所述配方材料分别加工，待其熔融后，再进行配混，满足了复杂工艺下的多样化生产需求，避免因不同的材料同时剪切、同时加热熔融，对产品结构、产品的工艺性能造成损失。
[0017]较佳的，所述碳纤维成型设备还包括:一纤维上料结构，其用于将纤维状所述待加工材料输送到所述配混结构中；一塑料上料结构，其用于将颗粒状所述待加工材料输送到所述配混结构中。
[0018]较佳的，所述储射闸阀上部连接一缓冲储料缸，其用于实现所述注塑熔体的存储和挤出。设置所述缓冲储料缸可以为所述配混结构连续不断供来的所述注塑熔体设置一个临时储藏空间，在工业生产中，大大增加了生产效率，实现连续生产，避免反复启停对设备造成的损害。
[0019]与现有技术比较本发明的有益效果在于:1、所述配混结构能够将所述待加工材料由颗粒状态转变为可流动的熔融状态，且通过所述开口筒体和所述闭口筒体自有组合的形式可根据工艺的具体需要，调整所述通孔在所述螺杆筒体上的布置位置，进而通过对所述通孔位置的改变以及与所述螺杆筒体上设置的加热装置的配合，把握所述待加工材料的加热时间和加热温度，满足工业生产的多样化需求，避免企业重复购置配件而造成的成本增加。2、所述连续纤维的投入位置位于所述配方材料的投入位置的下游，可减小对所述连续纤维的剪切和加热时间，从而使所述连续纤维剪切后的形成的纤维片段长度更长，大于5_的纤维片段占比更多，进而使注塑成型后的成品件在抗拉强度和抗冲击强度上，较之所述连续纤维加热和剪切时间长的生产方式，都有更大的提升。3、设置所述侧喂料装置可在复杂的注塑生产工艺中，将加热温度、加热时间存在较大差异的不同种类的所述配方材料分别加工，待其熔融后，再进行配混，满足了复杂工艺下的多样化生产需求，避免因不同的材料同时剪切、同时加热熔融，对产品结构、产品的工艺性能造成损失。4、所述储射转换结构为所述配混结构连续不断供来的所述注塑熔体设置一个临时储藏空间，在工业生产中，大大增加了生产效率，避免反复启停对设备造成的损害，同时避免对所述注塑熔体的反复加热造成能源的浪费，所述注塑熔体通过在两个阀道中交换进出，减少旧料在所述储射转换结构中的残留时间。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本发明各实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
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