双钢带热压合装置的制作方法

文档序号:33690498发布日期:2023-03-31 14:21阅读:43来源:国知局

1.本实用新型涉及一种热压合装置,且特别涉及一种双钢带热压合装置。


背景技术:

2.热塑性复合材料具有优异的机械特性(例如,高强度、高刚性、耐疲劳等)以及化学特性(例如,抗腐蚀等),并且热塑性复合材料的质量轻、导热性佳且易于加工成型,因此其已广泛应用于3c(计算机产品、通讯产品、消费性电子产品)、医疗、航天及汽车等技术领域。然而,传统的热塑性复合材料的压合技术通常以多层压机进行压合作业,由于其压板经常处于周期性打开及闭合的状态,而容易产生以下问题:压缸压力容易发生波动,使得压缸的输出不一致,并且造成压合后成品的质量不佳;以及,因压板反覆打开及闭合,使生产作业效率较低且较为耗能,且装置易有发生漏油的问题。
3.其中,先前技术中为达成热塑性复合材料的压合作业,根据中国专利公开号第cn101815609b号,其专利名称为“连续压制装置”,此案公开了一种连续压制的层叠工艺,其主要是利用上、下热压盘以分段式对被加工物施以加压负载,进而完成成形作业。此方法改善了间歇压制装置的成形缺陷,例如因被加工物在常温、常压下被急剧地加热、加压而产生纤维紊乱、厚度不均等。然而,由于此方法以分段等压式(isobaricpress)对被加工物施加压力,因此仍会有塑料(胶)因受到挤压而产生流动痕迹(垂流)及热压盘易有漏油而使得被加工物受到污染等问题。


技术实现要素:

4.本实用新型提出了一种双钢带热压合装置,对热塑性复合材料等以辊筒式(rollerpress)的方式,以施加预定压力负荷进行被加工物(基材)的热压合作业,使得含浸材料的塑料(胶)在面内流动(in-planeflow),且使得被加工物在连续热压成形作业(例如,加热、成形及冷却等)后,其具有材料厚度均匀、无垂流及工艺洁净等优点,进而增进产业上的实施利用。
5.为了达到上述目的,本实用新型提供一种双钢带热压合装置,其包含热压机,且热压机包含第一钢带模块及第二钢带模块。第一钢带模块包含第一辊筒组、绕设于第一辊筒组的第一钢带、以及配置于第一钢带的内侧区域的第一热压合单元。第二钢带模块设置于第一钢带模块下侧,且包含第二辊筒组、绕设于第二辊筒组的第二钢带、以及配置于第二钢带的内侧区域的第二热压合单元。其中,第一钢带模块与第二钢带模块之间具有预定间隙以供基材通过,且第一热压合单元及第二热压合单元分别隔着第一钢带及第二钢带以对基材进行热压合。
6.较佳地,双钢带热压合装置还包含传动机构,其连接且驱动第一辊筒组及第二辊筒组旋转,使得第一钢带与第二钢带的间的基材沿工艺方向输送。
7.较佳地,双钢带热压合装置还包含卸卷基材的卸卷机及卷取基材的卷取机,且卸卷机、热压机及卷取机沿工艺方向依序设置。
8.较佳地,卸卷机及卷取机的数量及位置为彼此对称设置。
9.较佳地,卸卷机及卷取机的数量为至少一个。
10.较佳地,卸卷机及卷取机为单轴筒式或多轴筒式。
11.较佳地,双钢带热压合装置还包含张力调节机构,其设置于第一辊筒组及第二辊筒组的侧边,并且调节第一钢带及第二钢带的张力。
12.较佳地,双钢带热压合装置还包含纠边机构,其设置于第一辊筒组及第二辊筒组的侧边,并且调整第一钢带及第二钢带的边缘位置。
13.较佳地,第一热压合单元及第二热压合单元分别包含至少一个热压合机构,且第一热压合单元及第二热压合单元的热压合机构的数量及位置为彼此对称设置。
14.较佳地,第一热压合单元及第二热压合单元的热压合压力在0至30公斤/平方公分的范围内为可调的。
15.较佳地,第一辊筒组及第二辊筒组的辊筒的直径介于300至1000mm。
16.较佳地,基材包含选自于碳素材料、金属材料、玻璃纤维材料、陶瓷材料及高分子材料中的至少一种材料。
17.较佳地,第一钢带及第二钢带是由不锈钢材料制成。
18.较佳地,第一钢带及第二钢带的厚度介于0.5至3mm。
19.较佳地,第一辊筒组包含至少二个上部辊筒且第二辊筒组包含至少二个下部辊筒,且上部辊筒及下部辊筒分别通入有具预定温度及容积的流体。
20.本实用新型具有以下优势:
21.利用本实用新型的双钢带热压合装置进行热塑性复合材料的压合作业时,其可以用于压合单层或者多层的基材及压合材(包含含浸物),且压合作业可以包含加压、加热、持压、降温及减压的工艺,使得可以控制压合材浸入至基材内的含浸物的含量,并使得成品的热塑性复合材料有高结合力、高平坦性及低表面粗糙度(仅数微米),进而达成节约生产所需能量、提高生产速率及提高工艺稳定性的功效。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的图式作简单地介绍;
23.图1为根据本实用新型一实施例的双钢带热压合装置的方块示意图;
24.图2为根据本实用新型一实施例的双钢带热压合装置的热压机的侧视示意图;
25.图3为根据本实用新型一实施例的双钢带热压合装置的热压合工艺的侧视示意图;以及
26.图4为根据本实用新型另一实施例的双钢带热压合装置的热压机的侧视示意图。
具体实施方式
27.本实用新型的优点、特征以及达到的技术方法将参照例示性实施例及所附图式进行更详细地说明而更容易理解,且本实用新型可以不同形式来实现,故不应被理解仅限定于此处所陈述的实施例,相反地,对本实用新型所属技术领域的普通技术人员而言,所提供的实施例将使本揭露更加透彻与全面且完整地传达本实用新型的范畴,且本实用新型的保
护范围将仅为所附加的权利要求书所定义。
28.应当理解的是,尽管术语“第一”、“第二”等在本实用新型中可用于描述各种元件、部件、区域、层及/或部分,但是这些元件、部件、区域、层及/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层及/或部分与另一个元件、部件、区域、层及/或部分区分开。因此,下文讨论的“第一元件”、“第一部件”、“第一区域”、“第一层”及/或“第一部分”可以被称为“第二元件”、“第二部件”、“第二区域”、“第二层”及/或“第二部分”,而不悖离本实用新型的精神和教示。
29.另外,术语“包含”及/或“包括”指所述特征、区域、整体、步骤、操作、元件及/或部件的存在,但不排除一个或多个其他特征、区域、整体、步骤、操作、元件、部件及/或其组合的存在或添加。
30.除非另有定义,本实用新型所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。将进一步理解的是,诸如在通常使用的字典中定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术和本实用新型的上下文中的含义一致的定义,并且将不被解释为理想化或过度正式的意义,除非本文中明确地这样定义。
31.在下文中将结合附图对本实用新型进行进一步的详细说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本实用新型的基本结构,并且为了清楚起见而夸大了元件的比例及尺寸,因此这些附图并不作为对本实用新型的限定。
32.请参阅图1至图3,图1为根据本实用新型一实施例的双钢带热压合装置的方块示意图;图2为根据本实用新型一实施例的双钢带热压合装置的热压机的侧视示意图;以及,图3为根据本实用新型一实施例的双钢带热压合装置的热压合工艺的侧视示意图。
33.如图1所示,根据本实用新型的一实施例提供一种双钢带热压合装置1,其包含用以热压合基材的热压机10a、用以卸卷基材的卸卷机20及用以卷取基材的卷取机30,且卸卷机20、热压机10a及卷取机30沿工艺方向r依序设置。其中,热压机10a包含第一钢带模块11、第二钢带模块12、传动机构13、张力调节机构14及纠边机构15,且将在下文中参照图2及图3详细说明上述机构。
34.接续参照图2,如图2所示,根据本实用新型的一实施例提供的一种双钢带热压合装置1的热压机10a包含第一钢带模块11及第二钢带模块12。第一钢带模块11包含第一辊筒组111、绕设于第一辊筒组111的第一钢带112、以及配置于第一钢带112的内侧区域的第一热压合单元113。第二钢带模块12设置于第一钢带模块11下侧,且包含第二辊筒组121、绕设于第二辊筒组121的第二钢带122、以及配置于第二钢带122的内侧区域的第二热压合单元123。其中,第一钢带模块11与第二钢带模块12的间具有预定间隙g以供基材40通过,且第一热压合单元113及第二热压合单元123分别隔着第一钢带112及第二钢带122以对基材40进行热压合。其中,第一辊筒组111包含两个上部辊筒1111,且第一钢带112以可通过两个上部辊筒1111旋转的方式配置,并且第二辊筒组121包含两个下部辊筒1211,且第二钢带122以可通过两个下部辊筒1211旋转的方式配置。其中,第一辊筒组111的上部辊筒1111及第二辊筒组121的下部辊筒1211的直径分别介于300至1000mm。其中,两个上部辊筒及两个下部辊筒分别通入有具预定温度及容积的流体,以辅助热压合作业的进行。并且,第一钢带112及第二钢带122由不锈钢材料制成,且第一钢带112及第二钢带122的厚度介于0.5至3mm。
35.进一步地,本实用新型的双钢带热压合装置1的热压机10a还包含传动机构13、张力调节机构14及纠边机构15。传动机构13连接第一辊筒组111及第二辊筒组121,其用于驱动第一辊筒组111及第二辊筒组121旋转,使得第一钢带112与第二钢带122之间的基材40沿工艺方向r输送。张力调节机构14为设置于第一辊筒组111及第二辊筒组121的侧边,其用以控制第一钢带112及第二钢带122的绷紧或放松进而调节第一钢带112及第二钢带122的张力,使得第一钢带112及第二钢带122维持张紧的状态。更进一步地,第一钢带112的升降行程动作,可以由复数个精密型滚珠螺杆及电动缸机组所达成,进而可以对基材施以预载压力负荷。并且,纠边机构15设置于第一辊筒组111及第二辊筒组121的侧边,用以调整第一钢带112及第二钢带122的边缘位置,以避免第一钢带112及第二钢带122偏离第一辊筒组111及第二辊筒组121而导致第一钢带112及第二钢带122脱落或者造成工艺误差。其中,在本实施例中,传动机构13可以为电动马达,且张力调节机构14及纠边机构15可以由油压缸机组作为动力源,以达到调节钢带的张力及纠边的功能,但本实用新型不限定于此。在其他实施例中,可以使用其他种类的元件以达成上述的传动辊筒、钢带的张力调节及钢带的纠边的功能。
36.此外,虽然图中未示出,本实用新型的双钢带热压合装置1可以进一步包含清洁机构,其设置于邻近第一钢带112及第二钢带122,用以清洁第一钢带112及第二钢带122上的附着物,以避免进行热压合作业时基材40发生沾黏的情况。并且,虽然图中未示出,本实用新型的双钢带热压合装置1的第一热压合单元113及第二热压合单元123可以进一步包含至少一个风机、至少一个热交换器及至少一个风管,以利用风机、热交换器及风管提供热风,进而加热第一钢带112及第二钢带122,且第一钢带112及第二钢带122的最高温度大于400℃。
37.进一步地,第一热压合单元113及第二热压合单元123可以分别包含至少一个热压合机构,或者热压合机构可以搭配至少一个冷压合机构,且第一热压合单元113及第二热压合单元123的热压合机构与/或冷压合机构的数量及位置为彼此对称设置。在本实施例中,第一热压合单元113沿工艺方向r依序设置有上部第一热压合机构1131、上部第二热压合机构1132及上部冷压合机构1133,且及第二热压合单元123依序沿工艺方向r依序设置有下部第一热压合机构1231、下部第二热压合机构1232及下部冷压合机构1233,并且上部第一热压合机构1131、上部第二热压合机构1132、上部冷压合机构1133以及下部第一热压合机构1231、下部第二热压合机构1232、下部冷压合机构1233分别为对称设置,以使上述热压合机构及冷压合机构分别隔着第一钢带112及第二钢带122对基材40进行热压合及冷压合,进而完成热塑性复合材料的压合作业,但本实用新型不限定于此。在其他实施例中,可以依据使用者需求或者工艺考量而调整第一热压合单元及第二热压合单元所包含的热压合机构及冷压合机构的数量及设置位置,并且可以未设置有冷压合机构。值得一提的是,第一热压合单元113及第二热压合单元123的热压合压力可以依据实际作业需求在介于0至30公斤/平方公分的范围内进行调控。
38.接续参照图3,如图3所示,双钢带热压合装置1包含用以卸卷基材的卸卷机20及用以卷取基材的卷取机30,且卸卷机20、热压机10a及卷取机30沿工艺方向r依序设置。其中,卸卷机20及卷取机30的数量及位置为彼此对称设置,且在本实施例中,卸卷机20及卷取机30的数量分别为一台,并且卸卷机20为多轴筒式,而卷取机30为单轴筒式,但本实用新型不
限定于此。在其他实施例中,依据实际作业需求,卸卷机及卷取机的数量可以为至少一个以上,并且卸卷机及卷取机可以分别为单轴筒式或多轴筒式,只要卸卷机及卷取机的数量及位置为彼此对称设置即可。
39.具体来说,在进行热塑性复合材料的压合作业前,可以准备中间材401、第一压合材402及第二压合材403,并将中间材401、第一压合材402及第二压合材403分别设置于卸卷机20的卷轴上。在本实施例中,以第一压合材402及第二压合材403分别设置于中间材401的上下侧的方式进行热压合作业以形成复合材料,但本实用新型不限于此。在其他实施例中,可以仅在中间材的一个侧边设置第一压合材或第二压合材以进行热压合作业,例如可以以第一压合材设置于中间材的上侧的方式进行热压合作业以形成复合材料,或者以第二压合材设置于中间材的下侧的方式进行热压合作业以形成复合材料。
40.进一步地,中间材401及压合材402、403包含选自于碳素材料、金属材料、玻璃纤维材料、陶瓷材料及高分子材料中的至少一种材料,在本实施例中,中间材401为玻璃纤维布,且第一压合材402及第二压合材403为热塑性树脂薄膜,并且第一压合材402及第二压合材403分别设置于中间材401的上下侧,但本实用新型不限定于此。在其他实施例中,可以使用其他种类的碳素材料、金属材料、玻璃纤维材料、陶瓷材料或高分子材料作为中间材及压合材,且用于进行热塑性复合材料的压合作业的材料数量及排列方式也不限定于如上所述,而可以依据使用者需求及工艺考量而选用两种或者三种以上的材料以执行复合材料的压合作业。
41.并且,在进行上述热塑性复合材料的压合作业时,邻近卸卷机20侧边的上部辊筒1111及下部辊筒1211配合第一钢带112及第二钢带122以带入中间材401、第一压合材402及第二压合材403至热压机10a的预定间隙g内,并开始进行压合作业。其中,第一压合材402及第二压合材403分别与中间材401的上表面及下表面贴合,并经由第一热压合单元113及第二热压合单元123的热压合机构进行加压、加热及持压的工艺,并接续经由第一热压合单元113及第二热压合单元123的冷压合机构进行降温及减压的工艺。并且,邻近卷取机30侧边的上部辊筒1111及下部辊筒1211配合第一钢带112及第二钢带122以输出完成压合作业的成品,并将其输送至卷取机30以进行收卷作业,经由上述压合作业,即可于卷取机30获得一卷包含玻璃纤维布及热塑性树脂的复合材料,但本实用新型不限定于此。在其他实施例中,压合材可以包含本体层及设置于本体层侧边且用于浸入至基材的含浸物层,且在进行压合作业时,第一压合材及第二压合材分别设置于中间材的上下两侧,且第一压合材及第二压合材上的含浸物层分别贴合本体层,以在热压合作业进行时可以完全浸入或者以预定量浸入至中间材内,使得经热压合作业的中间材形成为包含含浸物的复合材料,且此复合材料分别与第一压合材及第二压合材的本体层分离,并且被分别卷取至卷取机的不同的卷轴上。
42.请参阅图4,图4为根据本实用新型另一实施例的双钢带热压合装置的热压机的侧视示意图。
43.如图4所示,根据本实用新型另一实施例提供一种双钢带热压合装置,其同样包含热压机10b,且热压机10b包含第一钢带模块11及第二钢带模块12。第一钢带模块11包含第一辊筒组111、绕设于第一辊筒组111的第一钢带112、以及配置于第一钢带112的内侧区域的第一热压合单元113。第二钢带模块12设置于第一钢带模块11下侧,且包含第二辊筒组
121、绕设于第二辊筒组121的第二钢带122、以及配置于第二钢带122的内侧区域的第二热压合单元123。其中,第一钢带模块11与第二钢带模块12的间具有预定间隙g以供基材40通过,且第一热压合单元113及第二热压合单元123分别隔着第一钢带112及第二钢带122以对基材40进行热压合。其中,第一辊筒组111包含两个上部辊筒1111且第二辊筒组121包含两个下部辊筒1211,两个上部辊筒1111及两个下部辊筒1211分别通入有具预定温度及容积的流体,以辅助热压合作业的进行。
44.此外,在本实施例中,虽然未示出,双钢带热压合装置同样包含卸卷机及卷取机,并且热压机10b同样包含传动机构、张力调节机构、纠边机构及清洁机构,其具体配置及功能如上述实施例所述,在此不再赘述。
45.值得一提的是,第一热压合单元113及第二热压合单元123可以分别包含至少一个热压合机构以及至少一个冷压合机构,且第一热压合单元113及第二热压合单元123的热压合机构及冷压合机构的数量及位置为彼此对称设置。在本实施例中,第一热压合单元113沿工艺方向r依序设置有上部第一热压合机构1131、上部第二热压合机构1132、上部第三热压合机构1134、上部第四热压合机构1135及上部冷压合机构1133,且及第二热压合单元123依序沿工艺方向r依序设置有下部第一热压合机构1231、下部第二热压合机构1232、下部第三热压合机构1234、下部第四热压合机构1235及下部冷压合机构1233,并且上部第一热压合机构1131、上部第二热压合机构1132、上部第三热压合机构1134、上部第四热压合机构1135及上部冷压合机构1133以及下部第一热压合机构1231、下部第二热压合机构1232、下部第三热压合机构1234、下部第四热压合机构1235及下部冷压合机构1233为分别对称设置,以使上述热压合机构及冷压合机构分别隔着第一钢带112及第二钢带122对基材40进行热压合及冷压合。
46.通过上述配置,本实施例相较于第一实施例增设了热压合机构的数量,使得本实用新型的双钢带热压合装置可以更有效率地执行热压合作业,但本实用新型不限定于此。在其他实施例中,可以依据使用者需求或者工艺考量而调整第一热压合单元及第二热压合单元所包含的热压合机构及冷压合机构的数量及设置位置,例如第一热压合单元及第二热压合单元可以分别配置有三个热压合机构及两个冷压合机构,或者第一热压合单元及第二热压合单元可以分别设置有五个热压合机构而未设置有冷压合机构。
47.综上所述,利用本实用新型的双钢带热压合装置进行热塑性复合材料的压合作业时,其可以用于压合单层或者多层的基材及压合材(包含含浸物),且压合作业可以包含加压、加热、持压、降温及减压的工艺,使得可以控制压合材浸入至基材内的含浸物的含量,并使得成品的热塑性复合材料有高结合力、高平坦性及低表面粗糙度(仅数微米),进而节约生产所需能量、提高生产速率且提高工艺稳定性。
48.本实用新型已参照例示性实施例进行说明,所属技术领域中普通技术人员可以理解的是,在不脱离权利要求书所定义的本实用新型概念与范畴的情况下,可以对其进行形式与细节上的各种变更及等效布置,因此本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书来限定。
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