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CN113352649A - 一种纤维增强尼龙风电大梁的成型装置及其制备方法 - Google Patents

一种纤维增强尼龙风电大梁的成型装置及其制备方法 Download PDF

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CN113352649A
CN113352649A CN202110671631.6A CN202110671631A CN113352649A CN 113352649 A CN113352649 A CN 113352649A CN 202110671631 A CN202110671631 A CN 202110671631A CN 113352649 A CN113352649 A CN 113352649A
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China
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heating
fiber
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carbon fiber
reinforced nylon
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CN202110671631.6A
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陈亨津
杨琨
荣一鸣
郑明富
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Nanjing Lingrong Material Technology Co ltd
Shanghai Lingrong Mstar Technology Ltd
Original Assignee
Nanjing Lingrong Material Technology Co ltd
Shanghai Lingrong Mstar Technology Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明涉及一种纤维增强尼龙风电大梁的成型装置及其制备方法，包括纤维板开卷转轴、导向辊、加热装置、对压辊及切割设备。纤维板通过转轴开卷后经过多组导向辊引导进入加热装置进行加热，待板材上尼龙树脂达到熔融状态后进入到上下之间的间距呈现逐渐递减的多对加热辊，加热辊间距在最后等于大梁的厚度。通过加热辊的加热加压后，粘接在一起的纤维板被牵引出加热装置，经过冷却后切割成一定长度，最终形成风电大梁。本发明实现了风电大梁的自动化高效率制造，有效降低了制造成本，同时在报废后可轻松地进行回收。

Description

一种纤维增强尼龙风电大梁的成型装置及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种纤维增强尼龙风电大梁的成型装置及其制备方法。
背景技术
越来越多的风电大梁采用碳纤维材料，目前的碳纤维风电大梁的制备工艺主要有三种：即预浸料工艺、碳布灌注工艺和拉挤碳板工艺。
预浸料工艺采用手工方式铺放，是生产复杂形状结构件的理想工艺，工艺及设备也成熟，但劳动环境比较差，效率低，成本很高，目前多在样机中使用，无法满足批量化使用的要求。
碳布灌注工艺是目前应用最多的，工艺比较成熟，对模具要求不高，产品质量稳定性高，制品表观质量好，强度高，但该工艺对碳布要求较高，且生产效率不高，成本也较高，而且一旦出问题，就会导致整个碳梁报废，因此制约了其推广。
目前在风电行业使用拉挤工艺生产一定厚度的碳纤维板材，然后在根据碳梁设计的尺寸和厚度进行多层堆叠，与叶片共同灌注成型，手工制作时间长，效率较低。拉挤风电大梁使用的碳板都是热固性树脂，如环氧树脂，热固性树脂增强的纤维制品回收难度大，一旦风电叶片达到报废时间将面临回收性难题。
发明内容
针对上述现有技术的现状，本发明所要解决的技术问题在于提供一种大幅缩短了耗时、显著提升了效率并有效降低了成本，同时在报废后可轻松地进行回收的纤维增强尼龙风电大梁的成型装置及其制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种纤维增强尼龙风电大梁的成型装置，其特征在于，包括纤维板开卷转轴、导向辊、加热装置、对压辊及切割设备。纤维板通过转轴开卷后经过多组导向辊引导进入加热装置进行加热，待板材上尼龙树脂达到熔融状态后进入到上下之间的间距呈现逐渐递减的多对加热辊，加热辊间距在最后等于大梁的厚度。通过加热辊的加热加压后，粘接在一起的纤维板被牵引出加热装置，经过冷却后切割成一定长度，最终形成风电大梁。
2.优选的，所述的一种纤维增强尼龙风电大梁的成型装置，其特征在于，所述加热装置的右侧还设有切割设备开卷转轴可以是主动式的也可以式被动式的。
3.优选的，所述的一种纤维增强尼龙风电大梁的成型装置，其特征在于，所述加热装置加热方式包括但不限于红外加热、空气加热、感应加热等方式
4.优选的，所述的一种纤维增强尼龙风电大梁的成型装置，其特征在于，所述多对加热辊上下之间的间距呈现逐渐递减，并在最后等于大梁的厚度。
5.优选的，所述的一种纤维增强尼龙风电大梁的成型装置，其特征在于，所述加热辊内部为金属芯子，外部附有聚四氟乙烯涂层。
6.一种纤维增强尼龙风电大梁的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：制备碳纤维板卷材；
S2：制备碳纤维大梁；
所述S1包括以下步骤：
S11：借助供纱装置将碳纤维纱线从纱架上放出；
S12：通过导纱板将放出的碳纤维纱线收集成束，然后将其引导到注射盒中；
S13：向注射盒内连续注射混合好后的反应性树脂，进而对位于注射盒中的碳纤维束进行浸渍；
S14：浸渍好的纤维束离开注射盒并进入聚合区进行聚合以形成碳纤维板；
S15：通过牵引设备将聚合好的纤维板向外引出并通过收卷设备收卷待用。
所述S2包括以下步骤：
S21：取纤维板卷材并分别套设在转轴上，卷材开卷，通过导向辊引导进入加热装置中以进行预热。
S22：纤维板经过一段时间的牵引，树脂加热至熔融状态，叠加后穿过多对对压辊，经过对压辊的挤压后粘接在一起以形成碳纤维厚板；
S23：碳纤维块厚板在冷却后进入到切割设备中以切割成一定尺寸，从而形成碳纤维大梁。
7.优选的，所述步骤S21中的预热温度为220℃-280℃。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明实现了风电大梁的自动化高效率制造，有效降低了制造成本，同时在报废后可轻松地进行回收。。
附图说明
图1为本发明的制备纤维板卷材的工艺流程图。
图2为本发明的制备碳纤维大梁的工艺流程图；
图3为本发明的装置结构原理图；
具体实施方式
除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
为了保持本发明实施例的以下说明清楚且简明，本发明省略了已知功能和已知部件的详细说明。
如图1～3所示，一种纤维增强尼龙风电大梁的成型装置，其特征在于，包括纤维板开卷转轴、导向辊、加热装置、对压辊及切割设备。纤维板通过转轴开卷后经过多组导向辊引导进入加热装置进行加热，待板材上尼龙树脂达到熔融状态后进入到上下之间的间距呈现逐渐递减的多对加热辊，加热辊间距在最后等于大梁的厚度。通过加热辊的加热加压后，粘接在一起的纤维板被牵引出加热装置，经过冷却后切割成一定长度，最终形成风电大梁。
一种纤维增强尼龙风电大梁的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，供纱装置将碳纤维从纱架上放出。
步骤2，放出的碳纤维通过导纱板将碳纤维收集成束，然后将其引导到注射盒中。
步骤3，碳纤维进入注射盒，同时注射盒中开始连续注射混合好后的反应性树脂，并在此处浸渍碳纤维。
步骤4，浸渍好的碳纤维离开注射盒并进入聚合区使材料聚合成型。
步骤5，通过牵引设备将聚合好的碳板牵引出模具，通过收卷设备将聚合成型的碳板收卷待用。
步骤6，碳板卷材(2)通过转轴(1)进行开卷并经过导向辊(3)的输送进入到加热装置(4)进行预热，加热装置设置温度250℃。
步骤7，碳板预热到一定温度后后经过间距一定的多对转动的加热辊(5)挤压粘接在一起。
步骤8，零件冷却后通过切割装置(6)切割成一定尺寸，形成碳纤维风电大梁。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神与范围。

Claims (7)

1.一种纤维增强尼龙风电大梁的成型装置，其特征在于，包括纤维板开卷转轴、导向辊、加热装置、对压辊及切割设备。纤维板通过转轴开卷后经过多组导向辊引导进入加热装置进行加热，待板材上尼龙树脂达到熔融状态后进入到上下之间的间距呈现逐渐递减的多对加热辊，加热辊间距在最后等于大梁的厚度。通过加热辊的加热加压后，粘接在一起的纤维板被牵引出加热装置，经过冷却后切割成一定长度，最终形成风电大梁。
2.根据权利要求1所述的一种纤维增强尼龙风电大梁的成型装置，其特征在于，所述开卷转轴可以是主动式的也可以式被动式的。
3.根据权利要求1所述的一种纤维增强尼龙风电大梁的成型装置，其特征在于，所述加热装置加热方式包括但不限于红外加热、空气加热、感应加热等方式。
4.根据权利要求1所述的一种纤维增强尼龙风电大梁的成型装置，其特征在于，所述多对加热辊上下之间的间距呈现逐渐递减，并在最后等于大梁的厚度。
5.根据权利要求1所述的一种纤维增强尼龙风电大梁的成型装置，其特征在于，所述加热辊内部为金属芯子，外部附有聚四氟乙烯涂层。
6.一种纤维增强尼龙风电大梁的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：制备碳纤维板卷材；
S2：制备碳纤维大梁；
所述S1包括以下步骤：
S11：借助供纱装置将碳纤维纱线从纱架上放出；
S12：通过导纱板将放出的碳纤维纱线收集成束，然后将其引导到注射盒中；
S13：向注射盒内连续注射混合好后的反应性树脂，进而对位于注射盒中的碳纤维束进行浸渍；
S14：浸渍好的纤维束离开注射盒并进入聚合区进行聚合以形成碳纤维板；
S15：通过牵引设备将聚合好的纤维板向外引出并通过收卷设备收卷待用。
所述S2包括以下步骤：
S21：取纤维板卷材并分别套设在转轴上，卷材开卷，通过导向辊引导进入加热装置中
S22：纤维板经过一段时间的牵引，树脂加热至熔融状态，叠加后穿过多对对压辊，经过对压辊的挤压后粘接在一起以形成碳纤维厚板；
S23：碳纤维厚板在冷却后进入到切割设备中以切割成一定尺寸，从而形成碳纤维大梁。
7.根据权利要求3所述的一种纤维增强尼龙风电大梁的制备方法，其特征在于，所述步骤S21中的预热温度为220℃-280℃。
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