一种复合材料型材生产设备及其系统的制作方法

1.本发明涉及型材生产技术领域，特别涉及一种复合材料型材生产设备及其系统。


背景技术：

2.现有技术中，目前的编织-缠绕-拉挤生产工艺大多采用浸胶，淋胶，普通注胶工艺生产。采用浸胶，淋胶工艺对纤维浸润性虽好，但作业环境脏乱，树脂浪费及污染较大，同时释放有毒气体。对人体伤害较大，不符合国家提倡的节能，减耗及环保要求。采用现有的外模注胶结构方式，对于目前编织-缠绕-拉挤工艺虽可以满足连续生产。但普遍存在拉挤速度偏低(0.2m/min-0.4m/min),树脂浸润不透，树脂及填料富集在制品表面，树脂分布不均等缺陷，进而造成制品成型不良，次品率偏高。
3.虽有模具前加装注胶盒的，对产线提速和多层复杂结构，需要开发新的树脂品种和提高注胶压力，浸润性也难于保证，特别是添加填料，树脂及填料也容易集聚在表层。
4.在如下文献中，还可以发现更多与上述技术方案相关的信息：
5.在专利公开号为cn113232332a的专利中，公开了一种改进的纤维编织缠绕拉挤管道注胶模具，包括固定底座、下模与上模，所述上模与下模接触处均固定设置有密封垫，所述上模与下模内侧均开设有注胶槽体，所述注胶槽体内部设置有编织纤维层，所述注胶槽体包括有进料区、注胶区与出料区，所述上模上端表面固定设置有胶体储存罐，所述胶体储存罐上端固定设置有进料口，所述胶体储存罐一侧固定设置有注胶泵，所述注胶泵的进胶口与胶体储存罐的出胶口通过胶体管道固定连接，所述注胶泵的出胶口与上模上的注胶孔通过胶体管道固定连接，所述胶体储存罐远离注胶泵的一侧固定设置有控制器。
6.在专利公开号为cn106641481a的专利中，公开了一种纤维编织缠绕拉挤成型管道、加工装置及其生产方法，包括由至少一层纤维增强材料构成的一纤维管道基材骨架，浸润树脂形成，其中，所述树脂由双组份聚氨酯原料合成，包括：异氰酸酯和多元醇按比例1.2:1至1.4:1合成。该发明所述管道由一双组份聚氨酯浸润一增强材料复合而成，所述加工装置包括用于混合所述双组份聚氨酯树脂的一静态混合器和多个密封的注胶盒，采用低温及分段分层加压注胶的方法，很好的根据所述管道生产线运行速度的要求，保留适宜的浸胶时间以保证浸透所述增强材料，从而能够利用所述双组份树脂的低粘度、高强度和快速固化能力，对所述管道的物理性能和生产效率同时予以提高，并可以保护环境。
7.在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中存在如下问题：
8.现有技术中，外模注胶结构方式仅采用单处注胶的方式，导致树脂浸润不透，树脂及填料富集在制品表面，树脂分布不均等缺陷，进而造成制品成型不良，次品率偏高。


技术实现要素：

9.为此，需要提供一种复合材料型材生产设备及其系统，用于解决现有技术中，外模注胶结构方式仅采用单处注胶的方式，导致树脂浸润不透，树脂及填料富集在制品表面，树脂分布不均等缺陷，进而造成制品成型不良，次品率偏高的技术问题。
10.为实现上述目的，发明人提供了一种复合材料型材生产设备，包括：
11.芯模，所述芯模包括芯模注胶本体，所述芯模注胶本体包括芯模注胶口、注胶通道以及芯模胶液出口，所述芯模注胶口通过所述注胶通道与所述芯模胶液出口相连通，所述芯模胶液出口用于把树脂注入所述芯模注胶本体上的纤维的内表面；
12.编织机，所述编织机用于将纤维编织在所述芯模上；
13.牵引机，所述牵引机用于带动所述芯模上的纤维往前运动；以及
14.成型模具注胶机构，所述成型模具注胶机构位于所述芯模注胶本体的前端，所述成型模具注胶机构包括成型模具注胶口，所述成型模具注胶口用于将树脂注入所述芯模上的纤维的外表面。
15.区别于现有技术，上述技术方案通过芯模注胶本体包括芯模注胶口、注胶通道以及芯模胶液出口，所述芯模注胶口通过所述注胶通道与所述芯模胶液出口相连通，所述芯模胶液出口用于把树脂注入所述芯模注胶本体上的纤维的内表面；成型模具注胶机构位于所述芯模注胶本体的前端，所述成型模具注胶机构包括成型模具注胶口，所述成型模具注胶口用于将树脂注入所述芯模上的纤维的外表面。如此，可以对纤维进行内外层两处注胶，树脂及填料量更合适，分布更均匀，并不因纤维层结构复杂而造成树脂及填料的堆积，制品外观及强度更好，可以有效解决制品成型不良，次品率偏高的问题。
16.作为本发明的一种实施方式，所述芯模还包括芯模后段本体，所述芯模后段本体位于所述芯模注胶本体的后端，并与所述芯模注胶本体相连接，所述芯模后段本体设置有容树脂通过的通道，所述通道与所述芯模注胶口相连通。
17.如此，可以通过芯模后段本体与芯模注胶本体相连接，采用分段式芯模结构相对整体式芯模降低加工难度；芯模后段本体设置有容树脂通过的通道，可以对芯模注胶本体进行供料。
18.作为本发明的一种实施方式，所述芯模还包括芯模成型段本体，所述芯模成型段本体位于所述芯模注胶本体的前端，并与所述芯模注胶本体相连接，所述芯模后段本体的外表面、所述芯模注胶本体的外表面、所述芯模成型段本体的外表面依次相连接。
19.如此，通过芯模成型段本体与芯模注胶本体相连接，芯模后段本体的外表面、芯模注胶本体的外表面、芯模成型段本体的外表面依次相连接，将芯模分成三段，芯模更灵活的设计，采用分段式芯模结构相对整体式芯模进一步降低加工难度；芯模后段本体的外表面、芯模注胶本体的外表面、芯模成型段本体的外表面形成一个完整的芯模表面。
20.作为本发明的一种实施方式，所述芯模后段本体的外径、所述芯模注胶本体的外径、所述芯模成型段本体的外径均相等。
21.如此，通过芯模后段本体的外径、所述芯模注胶本体的外径、所述芯模成型段本体的外径均相等，可以使芯模后段本体的外表面、芯模注胶本体的外表面、芯模成型段本体的外表面形成一个平滑的芯模表面，方便编织机的编织。
22.作为本发明的一种实施方式，所述芯模还包括芯模加热机构，所述芯模加热机构设置在所述芯模成型段本体的内部，所述芯模加热机构用于对所述芯模成型段本体进行加热。
23.如此，通过芯模加热机构可以对芯模成型段本体进行加热，可以按照产品工艺合理设计加热段长度、温度，达到树脂预热、加速纤维浸润以及制品固化的作用。
24.作为本发明的一种实施方式，所述芯模还包括测温模块，所述测温模块与所述芯模成型段本体相连接，并用于检测所述芯模成型段本体的温度。
25.如此，可以通过测温模块检测芯模成型段本体的温度，便于芯模加热机构对芯模成型段本体进行加热。
26.作为本发明的一种实施方式，所述芯模还包括控制器，所述测温模块与所述控制器电连接，所述测温模块将所述芯模成型段本体的温度信号发送至所述控制器，所述控制器连接并控制所述芯模加热机构，所述控制器根据所述芯模成型段本体发送的温度信号控制所述芯模加热机构。
27.如此，可以通过控制器根据芯模成型段本体发送的温度信号控制述芯模加热机构，可以实现自动化控制芯模成型段本体的温度，使芯模成型段本体的温度保持在预设范围内，提高树脂预热、纤维浸润以及制品固化的质量。
28.作为本发明的一种实施方式，所述成型模具注胶机构包括成型模具本体，所述成型模具本体套设在所述芯模成型段本体上，所述成型模具注胶口设置在所述成型模具本体内部。
29.如此，可以通过型模具本体套设在芯模成型段本体上，成型模具注胶口设置在成型模具本体内部，减少了树脂浪费，并能确保不释放有毒气体，经济环保，从而提高连续拉挤速度，生产效率大为提高。
30.作为本发明的一种实施方式，所述编织机用于从内到外依次编织第一编织层、轴纱层、缠绕层、第二编织层，所述芯模胶液出口用于把树脂注入所述第一编织层、所述轴纱层完成后，所述成型模具注胶口用于把树脂注入所述缠绕层、所述第二编织层完成后。
31.如此，通过芯模胶液出口用于把树脂注入第一编织层、轴纱层完成后，更好的分布内外层注胶确保工艺稳定，连续可靠。
32.为实现上述目的，发明人还提供了一种复合材料型材生产系统，包括如发明人上述提供的任一项所述的复合材料型材生产设备。
33.区别于现有技术，上述技术方案的复合材料型材生产系统，可以对纤维进行内外层两处注胶，树脂及填料量更合适，分布更均匀，并不因纤维层结构复杂而造成树脂及填料的堆积，制品外观及强度更好，可以有效解决制品成型不良，次品率偏高的问题。
34.上述发明内容相关记载仅是本技术技术方案的概述，为了让本领域普通技术人员能够更清楚地了解本技术的技术方案，进而可以依据说明书的文字及附图记载的内容予以实施，并且为了让本技术的上述目的及其它目的、特征和优点能够更易于理解，以下结合本技术的具体实施方式及附图进行说明。
附图说明
35.附图仅用于示出本技术具体实施方式以及其他相关内容的原理、实现方式、应用、特点以及效果等，并不能认为是对本技术的限制。
36.在说明书附图中：
37.图1为本技术一个实施例的复合材料型材生产设备的结构示意图；
38.图2为本技术一个实施例的复合材料型材生产设备的俯视图；
39.图3为本技术一个实施例的复合材料型材生产设备的侧视图；
40.图4为图3中a-a处的剖视图；
41.图5为图4中的剖视图的局部放大图；
42.图6为本技术一个实施例的复合材料型材生产设备的系统框图。上述各附图中涉及的附图标记说明如下：
43.1、芯模，
44.11、芯模注胶本体，
45.111、芯模注胶口，
46.112、注胶通道，
47.113、芯模胶液出口，
48.12、芯模后段本体，
49.121、通道，
50.13、芯模成型段本体，
51.14、芯模加热机构，
52.15、测温模块，
53.16、控制器，
54.21、第一编织层，
55.22、轴纱层，
56.23、缠绕层，
57.24、第二编织层，
58.4、成型模具注胶机构，
59.41、成型模具注胶口，
60.42、成型模具本体。
具体实施方式
61.为详细说明本技术可能的应用场景，技术原理，可实施的具体方案，能实现目的与效果等，以下结合所列举的具体实施例并配合附图详予说明。本文所记载的实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。
62.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中各个位置出现的“实施例”一词并不一定指代相同的实施例，亦不特别限定其与其它实施例之间的独立性或关联性。原则上，在本技术中，只要不存在技术矛盾或冲突，各实施例中所提到的各项技术特征均可以以任意方式进行组合，以形成相应的可实施的技术方案。
63.除非另有定义，本文所使用的技术术语的含义与本技术所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中对相关术语的使用只是为了描述具体的实施例，而不是旨在限制本技术。
64.在本技术的描述中，用语“和/或”是一种用于描述对象之间逻辑关系的表述，表示可以存在三种关系，例如a和/或b，表示：存在a，存在b，以及同时存在a和b这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的逻辑关系。
65.在本技术中，诸如“第一”和“第二”之类的用语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的数量、主次或顺序等关系。
66.在没有更多限制的情况下，在本技术中，语句中所使用的“包括”、“包含”、“具有”或者其他类似的表述，意在涵盖非排他性的包含，这些表述并不排除在包括所述要素的过程、方法或者产品中还可以存在另外的要素，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者产品中不仅可以包括那些限定的要素，而且还可以包括没有明确列出的其他要素，或者还包括为这种过程、方法或者产品所固有的要素。
67.与《审查指南》中的理解相同，在本技术中，“大于”、“小于”、“超过”等表述理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等表述理解为包括本数。此外，在本技术实施例的描述中“多个”的含义是两个以上(包括两个)，与之类似的与“多”相关的表述亦做此类理解，例如“多组”、“多次”等，除非另有明确具体的限定。
68.在本技术实施例的描述中，所使用的与空间相关的表述，诸如“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“垂直”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等，所指示的方位或位置关系是基于具体实施例或附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术的具体实施例或便于读者理解，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的位置、特定的方位、或以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。
69.除非另有明确的规定或限定，在本技术实施例的描述中，所使用的“安装”“相连”“连接”“固定”“设置”等用语应做广义理解。例如，所述“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体设置；其可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是通信连接；其可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；其可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本技术所属技术领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述用语在本技术实施例中的具体含义。
70.发明人发现现有技术中，外模注胶结构方式仅采用单处注胶的方式，导致树脂浸润不透，树脂及填料富集在制品表面，树脂分布不均等缺陷，进而造成制品成型不良，次品率偏高。
71.因此，本技术实施例提供一种技术方案，请参阅图1至图6，本实施例涉及一种复合材料型材生产设备，包括芯模1、编织机、牵引机以及成型模具注胶机构4，芯模1包括芯模注胶本体11，芯模注胶本体11包括芯模注胶口111、注胶通道112以及芯模胶液出口113，芯模注胶口111通过注胶通道112与芯模胶液出口113相连通，芯模胶液出口113用于把树脂注入芯模注胶本体11上的纤维的内表面，编织机用于将纤维编织在芯模1上，牵引机用于带动芯模1上的纤维往前运动，成型模具注胶机构4位于芯模注胶本体11的前端，成型模具注胶机构4包括成型模具注胶口41，成型模具注胶口41用于将树脂注入芯模1上的纤维的外表面。
72.本实施例中，通过芯模注胶本体11包括芯模注胶口111、注胶通道112以及芯模胶液出口113，芯模注胶口111通过注胶通道112与芯模胶液出口113相连通，芯模胶液出口113用于把树脂注入芯模注胶本体11上的纤维的内表面；成型模具注胶机构4位于芯模注胶本体11，成型模具注胶机构4包括成型模具注胶口41，成型模具注胶口41用于将树脂注入芯模1上的纤维的外表面。如此，可以对纤维进行内外层两处注胶，树脂及填料量更合适，分布更
均匀，并不因纤维层结构复杂而造成树脂及填料的堆积，制品外观及强度更好，可以有效解决制品成型不良，次品率偏高的问题。
73.在一些实施例中，如图5所示，芯模1还包括芯模后段本体12，芯模后段本体12位于芯模注胶本体11的后端，并与芯模注胶本体11相连接，芯模后段本体12设置有容树脂通过的通道121，通道121与芯模注胶口111相连通。如此，可以通过芯模后段本体12与芯模注胶本体11相连接，采用分段式芯模1结构相对整体式芯模1降低加工难度；芯模后段本体12设置有容树脂通过的通道121，可以对芯模注胶本体11进行供料。
74.在一些实施例中，芯模1还包括芯模成型段本体13，芯模成型段本体13位于芯模注胶本体11的前端，并与芯模注胶本体11相连接，芯模后段本体12的外表面、芯模注胶本体11的外表面、芯模成型段本体13的外表面依次相连接。如此，通过芯模成型段本体13与芯模注胶本体11相连接，芯模后段本体12的外表面、芯模注胶本体11的外表面、芯模成型段本体13的外表面依次相连接，将芯模1分成三段，芯模1更灵活的设计，采用分段式芯模1结构相对整体式芯模1进一步降低加工难度；芯模后段本体12的外表面、芯模注胶本体11的外表面、芯模成型段本体13的外表面形成一个完整的芯模1表面。
75.本实施例中，由于芯模1内部设置有众多结构，芯模1作为一个整体生产复杂，将芯模1分成三段，可以有效降低芯模1的加工难度，提高生产效率。
76.在一些实施例中，芯模后段本体12的外径、芯模注胶本体11的外径、芯模成型段本体13的外径均相等。如此，通过芯模后段本体12的外径、芯模注胶本体11的外径、芯模成型段本体13的外径均相等，可以使芯模后段本体12的外表面、芯模注胶本体11的外表面、芯模成型段本体13的外表面形成一个平滑的芯模1表面，方便编织机的编织。
77.在一些实施例中，芯模1还包括芯模加热机构14，芯模加热机构14设置在芯模成型段本体13的内部，芯模加热机构14用于对芯模成型段本体13进行加热。如此，通过芯模加热机构14可以对芯模成型段本体13进行加热，可以按照产品工艺合理设计加热段长度、温度，达到树脂预热、加速纤维浸润以及制品固化的作用。
78.在一些实施例中，芯模1还包括测温模块15，测温模块15与芯模成型段本体13相连接，并用于检测芯模成型段本体13的温度。如此，可以通过测温模块15检测芯模成型段本体13的温度，便于芯模加热机构14对芯模成型段本体13进行加热。
79.本实施例中，测温模块15可以为加热测温电缆，芯模后段本体12、芯模注胶本体11上有容加热测温电缆通过的通道。
80.在一些实施例中，成型模具注胶机构4包括成型模具本体42，成型模具本体42套设在芯模成型段本体13上，成型模具注胶口41设置在成型模具本体42内部。如此，可以通过型模具本体套设在芯模成型段本体13上，成型模具注胶口41设置在成型模具本体42内部，减少了树脂浪费，并能确保不释放有毒气体，经济环保，从而提高连续拉挤速度，生产效率大为提高。
81.在一些实施例中，编织机用于从内到外依次编织第一编织层21、轴纱层22、缠绕层23、第二编织层24，芯模胶液出口113用于把树脂注入第一编织层21、轴纱层22完成后，成型模具注胶口41用于把树脂注入缠绕层23、第二编织层24完成后。如此，通过芯模胶液出口113用于把树脂注入第一编织层21、轴纱层22完成后，更好的分布内外层注胶确保工艺稳定，连续可靠。
82.本实施例中，复合材料型材生产设备用于某玻纤管生产，规格φ150x4，纤维结构为编织-铺层-缠绕-编织四层结构，编织覆盖率100％。
83.本实施例中，采用芯模1注胶和成型模注胶相结合，芯模1采用三段式结构，根据位置优化刚度，保证连接可靠性，可分段更换芯模1适应不同产品。芯模1注胶设置于编织一层、轴向纱完成之后，控制树脂组分，保证所需粘度，树脂通过注胶管道输送到注胶槽(即芯模胶液出口113)，由牵引机带动纤维往前运动，同时带走树脂，达到均匀浸润纤维。同时，控制注胶量、后端缠绕层23张力，避免树脂滴漏和浪费。对于芯模1加热段，按照产品工艺合理设计加热段长度、温度，达到树脂预热，加速纤维浸润以及制品固化。可以更好的内外层注胶分布、预热分布、确保工艺稳定，连续可靠，采用通用拉挤树脂便能保证树脂的浸润性及均匀分布。减少了树脂浪费，并能确保不释放有毒气体，经济环保。从而提高连续拉挤速度，生产效率大为提高。
84.在一些实施例中，如图6所示，芯模1还包括控制器16，测温模块15与控制器16电连接，测温模块15将芯模成型段本体13的温度信号发送至控制器16，控制器16连接并控制芯模加热机构14，控制器16根据芯模成型段本体13发送的温度信号控制芯模加热机构14。如此，可以通过控制器16根据芯模成型段本体13发送的温度信号控制述芯模加热机构14，可以实现自动化控制芯模成型段本体13的温度，使芯模成型段本体13的温度保持在预设范围内，提高树脂预热、纤维浸润以及制品固化的质量。
85.本实施例中，还涉及一种复合材料型材生产系统，包括复合材料型材生产设备、芯模1的夹持机构以及控制装置，控制装置用于控制编织机、牵引机、芯模1的夹持机构、外部对芯模注胶本体11、成型模具注胶机构4供树脂的机构运行，控制装置为常规的控制装置，在此不再累述。
86.区别于现有技术，本实施例的复合材料型材生产系统，可以对纤维进行内外层两处注胶，树脂及填料量更合适，分布更均匀，并不因纤维层结构复杂而造成树脂及填料的堆积，制品外观及强度更好，可以有效解决制品成型不良，次品率偏高的问题。
87.在本实施例中，动力机构或动力单元，包括但不限于发动机、电机、气动工具、液压泵等等。动力单元还包括直接动力源以及间接动力源，直接动力源为可自身提供动力，例如发动机、电机等，间接动力源包括气缸、液压缸等。动力机构或动力单元可以通过齿轮齿条相配合、滑块与滑槽相配合、丝杠与螺母相配合驱动执行单元的直线往复运动等等。
88.需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。