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CN110394999A - 一种汽车用碳纤维复合材料熔融浸渍设备 - Google Patents

一种汽车用碳纤维复合材料熔融浸渍设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及碳纤维材料熔融浸渍技术领域，公开了一种汽车用碳纤维复合材料熔融浸渍设备，本发明通过设置预浸渍腔、纵浸渍腔和终浸渍腔，在浸渍时，待浸渍的碳纤维复合材料依次穿过预浸渍腔、纵浸渍腔和终浸渍腔，通过使得预浸渍腔内的熔融物的熔融物的粘度大于所述终浸渍腔的熔融物的粘度，可以使得碳纤维先在粘度大的环境下进行浸渍，最后在粘度小流动性好的环境下浸渍，提高浸渍的透彻程度，降低碳纤维直接置于温度过高的场合而产生的不利影响；本发明的纵浸渍腔内的熔融物能沿着复合材料的延伸方向流动，在复合材料的延伸方向进行流动冲击浸渍，提高浸渍的多方向性，保证浸渍的彻底性。

Description

一种汽车用碳纤维复合材料熔融浸渍设备
技术领域
本发明涉及碳纤维材料熔融浸渍技术领域，具体是一种汽车用碳纤维复合材料熔融浸渍设备。
背景技术
碳纤维复合材料是将不同的碳纤维结合通过加入热塑性树脂增强纤维单向排列且连续的复合材料。碳纤维复合材料在制造过程中，需要进行浸渍，而目前在浸渍前需要进行预分散，将碳纤维摊开成单丝纤维，目前，在浸渍碳纤维复合材料时，一般采用波浪形或者其他结构的浸渍腔进行浸渍，这种浸渍方式虽然简单，但是，浸渍效果一般，碳纤维与熔融物，比如熔融树脂等浸渍不均匀，碳纤维浸渍不彻底，而且，在浸渍时，树脂的粘度过低，虽然容易浸渍到碳纤维内部，但是，附着力不够，而粘度过大，则由于流动性不好，难以很好的浸渍到碳纤维内部，而且，碳纤维在浸渍时，温度骤然增大，对碳纤维的性能产生很不利的影响。
因此，本发明提供了一种汽车用碳纤维复合材料熔融浸渍设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车用碳纤维复合材料熔融浸渍设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种汽车用碳纤维复合材料熔融浸渍设备，其包括上浸渍模座和下浸渍模座，所述上浸渍模座和下浸渍模座上下扣合的设置，且所述上浸渍模座和下浸渍模座上从前向后依次构设有预浸渍腔、纵浸渍腔和终浸渍腔，其中，待浸渍的碳纤维复合材料依次穿过所述预浸渍腔、纵浸渍腔和终浸渍腔；所述预浸渍腔内的熔融物的熔融物的粘度大于所述终浸渍腔的熔融物的粘度；且所述纵浸渍腔内的熔融物能够沿着复合材料的延伸方向流动，以便在所述复合材料的延伸方向进行流动冲击浸渍。
进一步，作为优选，所述预浸渍腔内的熔融物的熔融物的温度小于所述终浸渍腔的熔融物的温度。
进一步，作为优选，所述下浸渍模座的左侧构设有向下延伸的凹槽形状的预浸渍腔，且复合材料经过导向轮绕设在所述预浸渍腔内，以便使得复合材料从所述预浸渍腔内穿出，且所述下浸渍模座的右侧构设有向下延伸的凹槽形状的终浸渍腔，且复合材料经过导向轮绕设在所述终浸渍腔内，以便使得复合材料从所述终浸渍腔内穿出。
进一步，作为优选，所述上浸渍模座和下浸渍模座之间的连接处构设有所述纵浸渍腔，所述复合材料从所述纵浸渍腔中穿过，且所述纵浸渍腔包括左右对称且连接在一起设置的两组纵浸渍流道，且每组纵浸渍流道包括左侧倾斜流道、右侧倾斜流道、进液流道和出液回流流道，所述左侧倾斜流道、右侧倾斜流道对称的从上往下倾斜延伸，且左侧倾斜流道的上端与右侧倾斜流道的上端连接在一起，所述上浸渍模座上设置有进液流道，且左侧倾斜流道的上端与右侧倾斜流道的上端的连接处于进液流道的下端部连通在一起，所述下浸渍模座上设置有向下延伸的与所述左侧倾斜流道、右侧倾斜流道的下部连通的所述出液回流流道。
进一步，作为优选，所述下浸渍模座上位于两组纵浸渍流道的连接处还设置有向下延伸的中心出液回流流道，所述下浸渍模座的底部支撑座的下端面设置有与出液回流流道、中心出液回流流道连通的收集箱。
进一步，作为优选，还包括工作台，工作台的上表面左端固定安装有支架，所述工作台的上表面位于支架的右侧依次设置有预分散组件、上浸渍模座和下浸渍模座构成的浸渍组件、冷却器，且工作台的后端设置有牵引机，所述牵引机的右侧设置有收卷机，所述支架的内部活动安装有纤维辊，所述纤维辊的表面缠绕有纤维束。
进一步，作为优选，所述预分散组件包括第一箱体、进料口、分散棍、出料口、加热棒和电动伸缩气缸，所述第一箱体的前表面开设有进料口，且第一箱体的后表面开设有出料口，所述第一箱体的上表面固定安装有电动伸缩气缸，且第一箱体的内部活动安装有分散棍，所述电动伸缩气缸的下表面固定安装有加热棒。
进一步，作为优选，所述上模座的上端固定在安装板上，所述安装板上设置有与进液流道连通的熔融物供应接头。
进一步，作为优选，所述分散棍的两端直径大于中部的直径。
进一步，作为优选，所述左侧倾斜流道与右侧倾斜流道构成倒V型结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过设置预浸渍腔、纵浸渍腔和终浸渍腔，在浸渍时，待浸渍的碳纤维复合材料依次穿过预浸渍腔、纵浸渍腔和终浸渍腔，通过使得预浸渍腔内的熔融物的熔融物的粘度大于所述终浸渍腔的熔融物的粘度，可以使得碳纤维先在粘度大的环境下进行浸渍，最后在粘度小流动性好的环境下浸渍，提高浸渍的透彻程度，降低碳纤维直接置于温度过高的场合而产生的不利影响；
2、本发明的纵浸渍腔内的熔融物能沿着复合材料的延伸方向流动，在复合材料的延伸方向进行流动冲击浸渍，提高浸渍的多方向性，保证浸渍的彻底性；
3、本发明通过设置有预分散组件，可以提高分散纤维束的效率，提高产品质量，而且可以根据不同的加工需求调节加热的温度；本发明通过设置有浸渍组件，可以增加单丝纤维与树脂熔体的浸渍程度，多余的树脂熔体壳流入收集箱内部回收，提高了实用性。
附图说明
图1为一种汽车用碳纤维复合材料熔融浸渍设备的结构示意图；
图2为一种汽车用碳纤维复合材料熔融浸渍设备中预分散组件的结构示意图；
图3为一种汽车用碳纤维复合材料熔融浸渍设备中浸渍组件的结构示意图；
图4为一种汽车用碳纤维复合材料熔融浸渍设备中分散棍的结构示意图。
图中：1、支架；2、工作台；3、支撑杆；4、纤维辊；5、纤维束；6、预分散组件；601、第一箱体；602、进料口；603、分散棍；604、出料口；605、加热棒；606、电动伸缩气缸；7、浸渍组件；701、第二箱体；702、上浸渍模座；703、上通道；704、下通道；705、下浸渍模座；706、收集箱；8、冷却器；9、牵引机；10、收卷机。
具体实施方式
请参阅图1～4，本发明实施例中，一种汽车用碳纤维复合材料熔融浸渍设备，其包括上浸渍模座702和下浸渍模座705，所述上浸渍模座702和下浸渍模座705上下扣合的设置，且所述上浸渍模座和下浸渍模座上从前向后依次构设有预浸渍腔708、纵浸渍腔7和终浸渍腔707，其中，待浸渍的碳纤维复合材料5依次穿过所述预浸渍腔708、纵浸渍腔7和终浸渍腔707；所述预浸渍腔708内的熔融物的熔融物的粘度大于所述终浸渍腔707的熔融物的粘度；且所述纵浸渍腔7内的熔融物能够沿着复合材料的延伸方向流动，以便在所述复合材料的延伸方向进行流动冲击浸渍。
在本实施例中，所述预浸渍腔708内的熔融物的熔融物的温度小于所述终浸渍腔707的熔融物的温度。
作为较佳的实施例，所述下浸渍模座705的左侧构设有向下延伸的凹槽形状的预浸渍腔708，且复合材料经过导向轮绕设在所述预浸渍腔内，以便使得复合材料从所述预浸渍腔内穿出，且所述下浸渍模座的右侧构设有向下延伸的凹槽形状的终浸渍腔707，且复合材料经过导向轮绕设在所述终浸渍腔内，以便使得复合材料从所述终浸渍腔内穿出。
其中，所述上浸渍模座和下浸渍模座之间的连接处构设有所述纵浸渍腔，所述复合材料从所述纵浸渍腔中穿过，且所述纵浸渍腔包括左右对称且连接在一起设置的两组纵浸渍流道，且每组纵浸渍流道包括左侧倾斜流道711、右侧倾斜流道710、进液流道703和出液回流流道704，所述左侧倾斜流道711、右侧倾斜流道710对称的从上往下倾斜延伸，且左侧倾斜流道的上端与右侧倾斜流道的上端连接在一起，所述上浸渍模座上设置有进液流道703，且左侧倾斜流道的上端与右侧倾斜流道的上端的连接处于进液流道的下端部连通在一起，所述下浸渍模座上设置有向下延伸的与所述左侧倾斜流道、右侧倾斜流道的下部连通的所述出液回流流道704。
在本发明中，所述下浸渍模座上位于两组纵浸渍流道的连接处还设置有向下延伸的中心出液回流流道712，所述下浸渍模座的底部支撑座709的下端面设置有与出液回流流道704、中心出液回流流道712连通的收集箱706。
此外，本发明还包括工作台2，工作台2的上表面左端固定安装有支架1，所述工作台2的上表面位于支架1的右侧依次设置有预分散组件6、上浸渍模座702和下浸渍模座705构成的浸渍组件、冷却器8，且工作台2的后端设置有牵引机9，所述牵引机9的右侧设置有收卷机10，所述支架1的内部活动安装有纤维辊4，所述纤维辊4的表面缠绕有纤维束5。
所述预分散组件6包括第一箱体601、进料口602、分散棍603、出料口604、加热棒605和电动伸缩气缸606，所述第一箱体601的前表面开设有进料口602，且第一箱体601的后表面开设有出料口604，所述第一箱体601的上表面固定安装有电动伸缩气缸606，且第一箱体601的内部活动安装有分散棍603，所述电动伸缩气缸606的下表面固定安装有加热棒605。
所述上模座的上端固定在安装板701上，所述安装板701上设置有与进液流道703连通的熔融物供应接头。所述分散棍603的两端直径大于中部的直径。所述左侧倾斜流道711与右侧倾斜流道710构成倒V型结构。
本发明在使用时，首先将纤维束5拉出，纤维束5另一端缠绕在收卷机10内部，打开收卷机10，收卷机10带动纤维束5从纤维辊4转动至收卷机10内部，之后打开电动伸缩气缸606调节加热棒605的高度，通过加热棒605与分散棍603之间的距离控制温度的高低，之后给加热棒605通电，纤维束5经过三个分散棍603从粗纤维转变为单丝纤维，通过设置有预分散组件6，可以提高分散纤维束5的效率，提高产品质量，而且可以根据不同的加工需求调节加热的温度，纤维束5经过浸渍组件7，待浸渍的碳纤维复合材料5依次穿过所述预浸渍腔708、纵浸渍腔7和终浸渍腔707；所述预浸渍腔708内的熔融物的熔融物的粘度大于所述终浸渍腔707的熔融物的粘度；且所述纵浸渍腔7内的熔融物能够沿着复合材料的延伸方向流动，以便在所述复合材料的延伸方向进行流动冲击浸渍，可以增加单丝纤维与树脂熔体的浸渍程度与彻底度，多余的树脂熔体壳流入收集箱706内部回收，提高了实用性，浸渍后的纤维束5经过冷却器8冷却后由牵引机9牵引进入收卷机10内部收集。
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车用碳纤维复合材料熔融浸渍设备，其包括上浸渍模座(702)和下浸渍模座(705)，所述上浸渍模座(702)和下浸渍模座(705)上下扣合的设置，且所述上浸渍模座和下浸渍模座上从前向后依次构设有预浸渍腔(708)、纵浸渍腔(7)和终浸渍腔(707)，其中，待浸渍的碳纤维复合材料(5)依次穿过所述预浸渍腔(708)、纵浸渍腔(7)和终浸渍腔(707)；所述预浸渍腔(708)内的熔融物的熔融物的粘度大于所述终浸渍腔(707)的熔融物的粘度；且所述纵浸渍腔(7)内的熔融物能够沿着复合材料的延伸方向流动，以便在所述复合材料的延伸方向进行流动冲击浸渍。
2.根据权利要求1所述的一种汽车用碳纤维复合材料熔融浸渍设备，其特征在于，所述预浸渍腔(708)内的熔融物的熔融物的温度小于所述终浸渍腔(707)的熔融物的温度。
3.根据权利要求1所述的一种汽车用碳纤维复合材料熔融浸渍设备，其特征在于，所述下浸渍模座(705)的左侧构设有向下延伸的凹槽形状的预浸渍腔(708)，且复合材料经过导向轮绕设在所述预浸渍腔内，以便使得复合材料从所述预浸渍腔内穿出，且所述下浸渍模座的右侧构设有向下延伸的凹槽形状的终浸渍腔(707)，且复合材料经过导向轮绕设在所述终浸渍腔内，以便使得复合材料从所述终浸渍腔内穿出。
4.根据权利要求1所述的一种汽车用碳纤维复合材料熔融浸渍设备，其特征在于，所述上浸渍模座和下浸渍模座之间的连接处构设有所述纵浸渍腔，所述复合材料从所述纵浸渍腔中穿过，且所述纵浸渍腔包括左右对称且连接在一起设置的两组纵浸渍流道，且每组纵浸渍流道包括左侧倾斜流道(711)、右侧倾斜流道(710)、进液流道(703)和出液回流流道(704)，所述左侧倾斜流道(711)、右侧倾斜流道(710)对称的从上往下倾斜延伸，且左侧倾斜流道的上端与右侧倾斜流道的上端连接在一起，所述上浸渍模座上设置有进液流道(703)，且左侧倾斜流道的上端与右侧倾斜流道的上端的连接处于进液流道的下端部连通在一起，所述下浸渍模座上设置有向下延伸的与所述左侧倾斜流道、右侧倾斜流道的下部连通的所述出液回流流道(704)。
5.根据权利要求4所述的一种汽车用碳纤维复合材料熔融浸渍设备，其特征在于，所述下浸渍模座上位于两组纵浸渍流道的连接处还设置有向下延伸的中心出液回流流道(712)，所述下浸渍模座的底部支撑座(709)的下端面设置有与出液回流流道(704)、中心出液回流流道(712)连通的收集箱(706)。
6.根据权利要求1所述的一种汽车用碳纤维复合材料熔融浸渍设备，其特征在于，还包括工作台(2)，工作台(2)的上表面左端固定安装有支架(1)，所述工作台(2)的上表面位于支架(1)的右侧依次设置有预分散组件(6)、上浸渍模座(702)和下浸渍模座(705)构成的浸渍组件、冷却器(8)，且工作台(2)的后端设置有牵引机(9)，所述牵引机(9)的右侧设置有收卷机(10)，所述支架(1)的内部活动安装有纤维辊(4)，所述纤维辊(4)的表面缠绕有纤维束(5)。
7.根据权利要求6所述的一种汽车用碳纤维复合材料熔融浸渍设备，其特征在于，所述预分散组件(6)包括第一箱体(601)、进料口(602)、分散棍(603)、出料口(604)、加热棒(605)和电动伸缩气缸(606)，所述第一箱体(601)的前表面开设有进料口(602)，且第一箱体(601)的后表面开设有出料口(604)，所述第一箱体(601)的上表面固定安装有电动伸缩气缸(606)，且第一箱体(601)的内部活动安装有分散棍(603)，所述电动伸缩气缸(606)的下表面固定安装有加热棒(605)。
8.根据权利要求1所述的一种汽车用碳纤维复合材料熔融浸渍设备，其特征在于，所述上模座的上端固定在安装板(701)上，所述安装板(701)上设置有与进液流道(703)连通的熔融物供应接头。
9.根据权利要求2所述的一种汽车用碳纤维复合材料熔融浸渍设备，其特征在于，所述分散棍(603)的两端直径大于中部的直径。
10.根据权利要求4所述的一种汽车用碳纤维复合材料熔融浸渍设备，其特征在于，所述左侧倾斜流道(711)与右侧倾斜流道(710)构成倒V型结构。
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Application publication date: 20191101

Assignee: Guilin Yicheng Intelligent Equipment Co.,Ltd.

Assignor: GUILIN University OF AEROSPACE TECHNOLOGY

Contract record no.: X2023980043450

Denomination of invention: A melting impregnation equipment for carbon fiber composite materials used in automobiles

Granted publication date: 20210323

License type: Common License

Record date: 20231013

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Application publication date: 20191101

Assignee: Guilin Tianke Intelligent Equipment Co.,Ltd.

Assignor: GUILIN University OF AEROSPACE TECHNOLOGY

Contract record no.: X2024980016666

Denomination of invention: A carbon fiber composite material melt impregnation equipment for automobiles

Granted publication date: 20210323

License type: Common License

Record date: 20240926

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
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Application publication date: 20191101

Assignee: Guilin Huibo Technology Development Co.,Ltd.

Assignor: GUILIN University OF AEROSPACE TECHNOLOGY

Contract record no.: X2024980025674

Denomination of invention: A carbon fiber composite material melt impregnation equipment for automobiles

Granted publication date: 20210323

License type: Common License

Record date: 20241120

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