一种碳纤维热塑性复合材料预浸料制备设备

本发明属于复合材料，尤其涉及一种碳纤维热塑性复合材料预浸料制备设备。

背景技术：

1、碳纤维热塑性复合材料预浸料是由增强体经过涂膜、热压、冷却、覆膜、卷取等工艺加工而成的复合材料，又名碳纤维预浸布，是复合材料的中间材料，也是热塑性复合材料制备中的关键步骤；具有强度高、密度小、可塑性好、耐腐蚀、寿命长等特点，广泛应用于航空航天、汽车制造、体育器材等领域。

2、现有的碳纤维热塑性复合材料预浸料一般是采用溶液浸渍法或者熔体浸渍法制作，溶液浸渍法是将热塑性树脂溶解在合适的溶剂中，降低其粘度，然后采用热固性树脂浸渍工艺浸润纤维，最后通过加热除去溶剂；但该方法存在溶剂必须完全去除，不然会影响制品耐溶剂性的问题，同时去除溶剂的过程中存在物理分层、溶剂可能聚集在纤维表面的小孔和空隙内等问题；熔体浸渍法是将热塑性树脂加热熔融后浸渍纤维；这种方法不需要任何溶剂，但施加在纤维上的压力很大，可能导致纤维损伤。

3、因此，本申请设计了一种碳纤维热塑性复合材料预浸料制备设备来解决上述的技术问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出了一种碳纤维热塑性复合材料预浸料制备设备。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种碳纤维热塑性复合材料预浸料制备设备，包括机箱，所述机箱的两侧分别设置用于供给碳纤维的供料组件和用于收卷预浸料的收卷组件；

3、所述机箱内设置有浸渍组件和后处理组件，所述碳纤维依次穿过所述浸渍组件和后处理组件后缠绕在所述收卷组件上；

4、所述机箱上设置供料箱和溶剂箱，所述溶剂箱分别与所述供料箱和所述后处理组件连通；所述供料箱的底端与所述浸渍组件连通；

5、所述供料箱内设置有用于熔化树脂的加热板，所述供料箱内设置有用于混合树脂和溶剂的混合组件。

6、优选的，所述加热板的顶端设置成弧形面，弧形面由中间向四周倾斜设置；所述加热板顶端与所述供料箱的内腔顶端之间固接有若干连接杆，所述加热板与所述供料箱的进料口对应设置；所述加热板内设置有加热丝。

7、优选的，所述混合组件包括设置在供料箱底端的混合电机，所述混合电机的输出轴伸入所述供料箱并传动连接有混合轴，所述混合轴的顶端与所述加热板转动连接；所述混合轴的外壁固接有若干混合杆，纵向同轴设置的若干所述混合杆之间固接有刮板，所述刮板与所述供料箱的侧壁和底端滑动接触。

8、优选的，所述浸渍组件包括设置在所述机箱内的浸渍箱，所述浸渍箱的侧壁通过若干的连接管与所述供料箱的底端连通；所述浸渍箱内设置有若干导向辊，所述碳纤维与所述导向辊的底端贴合设置。

9、优选的，所述浸渍箱内设置有若干加热管，所述加热管位于所述碳纤维的上下两侧。

10、优选的，所述后处理组件包括设置在所述机箱内的后处理箱，所述后处理箱内设置有若干上下对应设置的挤压辊，浸渍后的所述碳纤维穿过若干所述挤压辊；所述后处理箱的内腔上下两侧分别设置有若干加热灯。

11、优选的，所述挤压辊包括对应设置的固定板，两所述固定板之间滑动连接有若干呈环形布置的挤压板，所述挤压片的内壁固接有若干支撑杆，所述支撑杆远离所述挤压片的一端固接有支撑板，若干支撑板呈环形布置；两所述固定板之间设置有驱动杆，所述驱动杆与所述支撑板传动接触。

12、优选的，所述驱动杆上固接有若干主动凸块，所述支撑板的内壁固接有若干从动凸块，所述主动凸块与所述从动凸块滑动接触。

13、优选的，所述机箱内设置有加料辊，所述加料辊上卷设有隔离膜，所述隔离膜贴合设置在从所述后处理箱内经过后的所述预浸料上。

14、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：本发明公开了一种碳纤维热塑性复合材料预浸料制备设备，机箱用于保护内部的结构，保证预浸料的制作的品质，同时还能保证内部的温度，减少热量损失的同时减少对外界的影响；碳纤维进入机箱内，然后依次经过浸渍组件和后处理组件，碳纤维在浸渍组件内浸渍满混合有溶剂的树脂，再次经过后处理组件将内部的溶剂去除，形成预浸料，保证预浸料的质量；供料箱与溶剂箱连通，用于向供料箱内注入溶剂，同时加热板将树脂融化后落入供料箱内，通过混合组件进行混合，最后将混合后的树脂导入浸渍组件内，用于浸渍碳纤维。

15、本发明结构简单，可一次性实现碳纤维布料的浸渍和后处理，高效快速的获得预浸料，提高了预浸料的生产效率，降低了人力消耗，可实现碳纤维预浸料的自动化生产，适用于规模化的生产。

技术特征：

1.一种碳纤维热塑性复合材料预浸料制备设备，其特征在于：包括机箱(1)，所述机箱(1)的两侧分别设置用于供给碳纤维(2)的供料组件和用于收卷预浸料(3)的收卷组件；

2.根据权利要求1所述的碳纤维热塑性复合材料预浸料制备设备，其特征在于：所述加热板(6)的顶端设置成弧形面，弧形面由中间向四周倾斜设置；所述加热板(6)顶端与所述供料箱(4)的内腔顶端之间固接有若干连接杆(8)，所述加热板(6)与所述供料箱(4)的进料口对应设置；所述加热板(6)内设置有加热丝(9)。

3.根据权利要求1所述的碳纤维热塑性复合材料预浸料制备设备，其特征在于：所述混合组件包括设置在供料箱(4)底端的混合电机(10)，所述混合电机(10)的输出轴伸入所述供料箱(4)并传动连接有混合轴(11)，所述混合轴(11)的顶端与所述加热板(6)转动连接；所述混合轴(11)的外壁固接有若干混合杆(12)，纵向同轴设置的若干所述混合杆(12)之间固接有刮板(13)，所述刮板(13)与所述供料箱(4)的侧壁和底端滑动接触。

4.根据权利要求1所述的碳纤维热塑性复合材料预浸料制备设备，其特征在于：所述浸渍组件包括设置在所述机箱(1)内的浸渍箱(14)，所述浸渍箱(14)的侧壁通过若干的连接管(15)与所述供料箱(4)的底端连通；所述浸渍箱(14)内设置有若干导向辊(16)，所述碳纤维(2)与所述导向辊(16)的底端贴合设置。

5.根据权利要求4所述的碳纤维热塑性复合材料预浸料制备设备，其特征在于：所述浸渍箱(14)内设置有若干加热管(17)，所述加热管(17)位于所述碳纤维(2)的上下两侧。

6.根据权利要求1所述的碳纤维热塑性复合材料预浸料制备设备，其特征在于：所述后处理组件包括设置在所述机箱(1)内的后处理箱(18)，所述后处理箱(18)内设置有若干上下对应设置的挤压辊(19)，浸渍后的所述碳纤维(2)穿过若干所述挤压辊(19)；所述后处理箱(18)的内腔上下两侧分别设置有若干加热灯(20)。

7.根据权利要求6所述的碳纤维热塑性复合材料预浸料制备设备，其特征在于：所述挤压辊(19)包括对应设置的固定板(21)，两所述固定板(21)之间滑动连接有若干呈环形布置的挤压板(22)，所述挤压片的内壁固接有若干支撑杆(23)，所述支撑杆(23)远离所述挤压片的一端固接有支撑板(24)，若干支撑板(24)呈环形布置；两所述固定板(21)之间设置有驱动杆(25)，所述驱动杆(25)与所述支撑板(24)传动接触。

8.根据权利要求7所述的碳纤维热塑性复合材料预浸料制备设备，其特征在于：所述驱动杆(25)上固接有若干主动凸块(28)，所述支撑板(24)的内壁固接有若干从动凸块(29)，所述主动凸块(28)与所述从动凸块(29)滑动接触。

9.根据权利要求6所述的碳纤维热塑性复合材料预浸料制备设备，其特征在于：所述机箱(1)内设置有加料辊(30)，所述加料辊(30)上卷设有隔离膜(31)，所述隔离膜(31)贴合设置在从所述后处理箱(18)内经过后的所述预浸料(3)上。

技术总结
本发明属于复合材料技术领域，公开了一种碳纤维热塑性复合材料预浸料制备设备，包括机箱，机箱的两侧分别设置用于供给碳纤维的供料组件和用于收卷预浸料的收卷组件；机箱内设置有浸渍组件和后处理组件，碳纤维依次穿过浸渍组件和后处理组件后缠绕在收卷组件上；机箱上设置供料箱和溶剂箱，溶剂箱分别与供料箱和后处理组件连通；供料箱的底端与浸渍组件连通；供料箱内设置有用于熔化树脂的加热板，供料箱内设置有用于混合树脂和溶剂的混合组件。本发明结构简单，可一次性实现碳纤维布料的浸渍和后处理，高效快速的获得预浸料，提高了预浸料的生产效率，降低了人力消耗，可实现碳纤维预浸料的自动化生产，适用于规模化的生产。

技术研发人员：崔旭,代心明,王朔,赵昌霖
受保护的技术使用者：沈阳航空航天大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27