CN114434672A - 浸渍模具、浸渍方法及包括浸渍模具的制造*** - Google Patents

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CN114434672A CN202011199839.4A CN202011199839A CN114434672A CN 114434672 A CN114434672 A CN 114434672A CN 202011199839 A CN202011199839 A CN 202011199839A CN 114434672 A CN114434672 A CN 114434672A
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施红伟
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徐萌
邵静波
尹华
吕明福
侴白舸
任月明
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Abstract

本发明涉及一种浸渍模具、浸渍方法及包括浸渍模具的制造***，涉及热塑性复合材料加工技术领域，用于减少连续纤维维的断裂量、保证连续纤维的完整性，以提高材料的力学性能。本发明的强紊流浸渍模具包括浸渍模外体，所述浸渍模外体的模腔内设置有导丝辊，所述导丝辊包括至少一个主动导丝辊，所述主动导丝辊由驱动装置驱动转动，由于主动导丝辊的转动是通过驱动装置进行驱动的，而并非是由连续纤维的牵引带动，因此连续纤维在经过主动导丝辊时，主动转动的主动导丝辊有助于减少连续纤维的牵引张力以及连续纤维与主动导丝辊之间的摩擦力，从而使连续纤维的断裂量减少、保证连续纤维的完整性，避免连续纤维被拉断的情况，从而提高材料的力学性能。

Description

浸渍模具、浸渍方法及包括浸渍模具的制造***
技术领域
本发明涉及热塑性复合材料加工技术领域，特别地涉及一种强紊流浸渍模具、纤维增强热塑性复合材料制造***及方法。
背景技术
玻纤增强热塑性材料作为一种具有优异机械性能、耐疲劳等特性的新型材料，其广泛的应用在汽车、化工环保以及航天通讯等各个领域。目前熔融浸渍是生产玻纤增强热塑性材料的常用方法，而熔融浸渍模具是生产玻纤增强热塑性材料的重要设备。导丝辊牵引浸渍模具是比较常用的浸渍模具，但是普通的导丝辊浸渍模具内熔融树脂的扰流不足，因此会降低玻纤的浸润；并且由于导丝辊的转动是由玻纤的牵引而带动转动的，因此容易导致玻纤被拉断。如专利CN101152767A所公开的浸润模头，其模内熔融树脂的扰流不足，并且导丝辊为被动的，降低了玻纤的完整性。
发明内容
本发明提供一种强紊流浸渍模具、纤维增强热塑性复合材料制造***及方法，用于减少连续纤维维的断裂量、保证连续纤维的完整性，以提高材料的力学性能。
根据本发明的第一个方面，本发明提供一种强紊流浸渍模具，包括浸渍模外体，所述浸渍模外体包括连续纤维入口通道、浸渍出口以及熔融体夹缝流道，所述浸渍模外体的模腔内至少设置有一个导丝辊；
其中，所述导丝辊能够在所述连续纤维入口通道和所述浸渍出口之间移动，和/或
所述导丝辊能够沿垂直于所述连续纤维入口通道和所述浸渍出口的连线的方向移动。
在一个实施方式中，所述浸渍模外体的第一内壁上设置有第一滑槽，所述第一滑槽在所述连续纤维入口通道和所述浸渍出口之间延伸，所述导丝辊沿所述第一滑槽移动以改变其在所述浸渍模外体内的水平位置。
在一个实施方式中，所述浸渍模外体的第一内壁上还设置有第二滑槽，所述第二滑槽沿垂直于所述第一滑槽的方向延伸，所述导丝辊沿所述第二滑槽移动以改变其在所述浸渍模外体内的竖直平位置。
在一个实施方式中，所述第一滑槽和所述第二滑槽相连通。
在一个实施方式中，所述浸渍模外体的与所述第一内壁相对的第二内壁上也设置第一滑槽和/或第二滑槽。
在一个实施方式中，所述导丝辊的两端均设置有调节装置，所述调节装置用于调节所述导丝辊的轴向长度，其中，所述导丝辊的最小轴向长度小于所述第一内壁和所述第二内壁之间的间距，所述导丝辊的最大轴向长度大于所述第一内壁和所述第二内壁之间的间距。
在一个实施方式中，所述导丝辊的两端还设置有与所述调节装置相连的固定装置，所述固定装置分别与第一滑槽或第二滑槽相配合，用于将所述导丝辊固定在所述第一滑槽和/或第二滑槽中预定的位置处。
在一个实施方式中，所述浸渍模外体包括：
浸渍模体，所述连续纤维入口通道和所述浸渍出口分别设置在所述浸渍模体相对的两个侧壁上；以及
上模盖，其盖合在所述浸渍模体上，且所述熔融体夹缝流道设置在所述上模盖上并与所述浸渍模体内部的模腔相连通。
本发明上述的强紊流浸渍模具可应用于任何现有的连续纤维增强热塑性复合材料制造***和制备技术中。
根据本发明的第二个方面，本发明提供一种纤维增强热塑性复合材料制造***，其包括上述的强紊流浸渍模具。
在一个实施方式中，所述纤维增强热塑性复合材料制造***还包括：设置在所述可调节浸渍模具上游且依次相连的纤维架及导纤装置和纤维预处理装置以及设置在可调节浸渍模具下游且依次相连的成型模具、冷却水槽、干燥机、牵引机、切粒机和收集箱；
其中，所述可调节浸渍模具和所述成型模具分别与同一熔融塑化供料装置相连，或分别与不同的熔融塑化供料装置相连；
所述牵引机、所述切粒机和所述熔融塑化供料装置均与电控***相连。
根据本发明的第三个方面，本发明提供一种采用上述的强紊流浸渍模具对连续纤维进行浸渍的方法，其包括以下步骤：
使所述导丝辊在所述连续纤维入口通道和所述浸渍出口之间移动，和/或使所述导丝辊沿垂直于所述连续纤维入口通道和所述浸渍出口的连线的方向移动，以使所述导丝辊处于预定的位置；
使连续纤维从所述连续纤维入口通道进入浸渍模体内部的模腔中，并使熔融体从熔融体夹缝流道进入浸渍模体内部的模腔；
使连续纤维依次绕过所述导丝辊并在所述模腔内进行浸渍；
使浸渍后的连续纤维从浸渍出口中牵出。
与现有技术相比，本发明的优点在于；
(1)由于主动导丝辊的转动是通过驱动装置进行驱动的，而并非是由连续纤维的牵引带动，因此连续纤维在经过主动导丝辊时，主动转动的主动导丝辊有助于减少连续纤维的牵引张力以及连续纤维与主动导丝辊之间的摩擦力，从而使连续纤维的断裂量减少、保证连续纤维的完整性，避免连续纤维被拉断的情况，从而提高材料的力学性能。
(2)主动导丝辊上的叶片以及叶片上的通孔能够对模腔内的熔融体进行推动和扰动，从而增强熔融体的紊流程度，以促进连续纤维的浸渍程度。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。
图1是本发明的实施例中强紊流浸渍模具的截面剖视图；
图2是本发明的实施例中的强紊流浸渍模具的左视图；
图3是图1所示的主动导丝辊的结构示意图；
图4是本发明的第一个实施例中叶片的结构示意图；
图5是本发明的第二个实施例中叶片的结构示意图；
图6是本发明的第三个实施例中叶片的结构示意图；
图7是本发明的一个实施例中纤维增强热塑性复合材料制造***的结构示意图；
图8是本发明的另一个实施例中纤维增强热塑性复合材料制造***的结构示意图；
图9为本发明的一个实施方式中成型模具结构示意图；
图10为本发明的另一个实施方式中成型模具主视图；
图11为图10所示的实施方式中成型模具左视图。
附图标记：
1-熔融体夹缝流道；2-浸渍模外体；3-连续纤维入口通道；4-主动导丝辊；5-从动导丝辊；6-浸渍出口；7-驱动装置；8-1,8-2,8-3-叶片；9-1,9-2,9-3-通孔；
11-纤维架及导纤装置；12-纤维预处理装置；13-熔融塑化供料装置；14-成型模具；15-冷却水槽；16-干燥机；17-牵引机；18-切粒机；19-收集箱；
141-芯部；142-外套；143-外套口模板；144-机头；145-接驳。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
根据本发明的第一个方面，如图1和2所示，本发明提供一种强紊流浸渍模具，包括浸渍模外体2，浸渍模外体2包括连续纤维入口通道3、浸渍出口6以及熔融体夹缝流道1，连续纤维入口通道3、浸渍出口6以及熔融体夹缝流道1均与浸渍模外体2内部的模腔相连通。
其中，浸渍模外体2的模腔内设置有导丝辊，导丝辊包括至少一个主动导丝辊4，主动导丝辊4由驱动装置7驱动转动。由于主动导丝辊4的转动是通过驱动装置7进行驱动的，而并非是由连续纤维的牵引带动，连续纤维在经过主动导丝辊4时，主动转动的主动导丝辊4有助于减少连续纤维的牵引张力以及连续纤维与主动导丝辊4之间的摩擦力，从而使连续纤维的断裂量减少、保证连续纤维的完整性，避免连续纤维被拉断的情况，从而提高材料的力学性能。
进一步地，驱动装置7可以是电机、液压机构或减速箱等能够驱动主动导丝辊4进行旋转的装置。
根据进入浸渍模外体2的模腔中的连续纤维(例如长玻纤增强热塑性材料或碳纤维等)的行进速度v1，可以选择相应的主动导丝辊4的切线速度v2，例如使主动导丝辊4的切线速度v2与连续纤维的行进速度v1相同，即v1＝v2，从而达到减少连续纤维的断裂和磨损的目的，因此能够保证连续纤维的完整性并促进了连续纤维的浸渍程度、缩短了连续纤维浸渍的时间、提高了生产效率。
实施例1
在该优选的实施例中，如图3和4所示，主动导丝辊4的端部设置有至少两个叶片8-1，叶片8-1沿主动导丝辊4的周向间隔设置。如图3所示，主动导丝辊4的两端均设置有叶片8-1。如图4所示，主动导丝辊4每端均设置有四个叶片8-1，并且四个叶片8-1在主动导丝辊4的周向上等间距分布。
如图3所示，主动导丝辊4两端的叶片8-1关于主动导丝辊4的中心对称设置。当主动导丝辊4转动时，带动其上的叶片8-1进行转动，叶片8-1会对进入模腔中的熔融体施加一个沿着叶片方向的推力，从而使熔融体冲击连续纤维，即可增加连续纤维的浸渍程度。
如图4所示，叶片8-1的径向截面构造为扇形(或三角形)。在具体实施中发现，叶片8-1的径向截面为扇形能够增加连续纤维的浸渍性。
进一步地，叶片8-1上设置有一个通孔9-1；或者叶片8-1上设置有多个通孔9-1，且多个通孔9-1规则或者不规则地排列在叶片8-1上。如图4所示，每个叶片8-1上均设置有四个通孔9-1。可以理解地，每个叶片8-1上的通孔数量可以相同，也可以不同；每个叶片8-1上的通孔的排列方式可以相同，也可以不同。
优选地，叶片8-1上不规则排列的通孔9-1能够增强熔融体的紊流程度，以增强连续纤维的浸渍。
当主动导丝辊4转动时，带动其上的叶片8-1进行转动，叶片8-1上通孔9-1就会扰动模腔中的熔融体，从而大大增强熔融体的紊流程度，进而促进连续纤维的浸渍，也缩短了连续纤维浸渍的时间、提高了生产效率。
在本实施例中，主动导丝辊4的每个端部的叶片8-1均位于同一个径向截面内
此外，主动导丝辊4与其上的叶片8-1可以是一体式结构，也可以是分体式结构。
实施例2
在该可选的实施例中，如图5所示，叶片8-2还可根据需要设置为扭曲板。具体地，该扭曲板沿主动导丝辊4的径向呈螺旋形延伸，以增加熔融体的紊流程度。
可选地，该扭曲板上也可以设置贯穿其厚度方向的通孔。
可选地，在扭曲板上设置有沿主动导丝辊4的径向的从该扭曲板的一个端部朝向另一端部延伸通孔9-2，该通孔为非贯穿的缺口。
实施例3
在该可选的实施例中，如图6所示，叶片8-3为扇形结构，并且每个叶片8-3与主动导丝辊4的端部的距离均不相同，换言之，多个叶片8-在主动导丝辊4的周向上呈螺旋状分布，以增强熔融体的紊流程度。
此外，每个叶片8-3上还可设置多个规则或不规则分布的通孔9-3，其设置方式可与实施例1的设置方式相同，在此不再赘述。
此外，如图6所示，主动导丝辊4两端的叶片8-3关于主动导丝辊4的中心对称设置。
在上述实施例的基础上，本发明还提供一些优选的实施例，其中，导丝辊还包括至少一个从动导丝辊5，从动导丝辊5由经过主动导丝辊4的连续纤维驱动；或者从动导丝辊5与主动导丝辊4通过皮带机构、齿轮机构或链条机构相连。
如图1所示，示出了具有一个主动导丝辊4以及2个从动导丝辊5的示例，其中2个从动导丝辊5一上一下地布置，以延长经过其的连续纤维的浸渍路径。主动导丝辊4和从动导丝辊5在模腔内的高度可以相同，也可以不同。
可选地，从动导丝辊5可以采用与主动导丝辊4相同的设置方式，例如从动导丝辊5也可设置带有通孔的叶片等特征。
可选地，从动导丝辊5还可采用光杆状结构，其周向表面上可设置陶瓷镀层，以提高其表面的光洁程度，从而进一步减少连续纤维的断裂和磨损。
可选地，从动导丝辊5的周向表面上还可设置沿其径向方向延伸的弧形凹槽，或者从动导丝辊5的周向表面可以具有起伏的波纹状结构，从而有利于将连续纤维均匀分散开来。
可以理解地，主动导丝辊5上位于其两端的叶片8之间的部分也可具有陶瓷镀层。
如上所述，主动导丝辊5能够起到推动并扰动熔融体的作用，因此主动导丝辊4比从动导丝辊5更靠近熔融体夹缝流道1。如图1所示，熔融体夹缝流道1设置在浸渍模外体2的前端，主动导丝辊4模腔的上侧以更靠近熔融体夹缝流道1。
虽然图1所示的实施例中，熔融体夹缝流道1设置在浸渍模外体2的前端，而连续纤维入口通道3则设置在浸渍模外体2的侧部，但是二者的位置可以互换。即连续纤维入口通道3则设置在浸渍模外体2的前端，而熔融体夹缝流道1设置在浸渍模外体2侧部。
同样地，虽然图1所示的实施例中，连续纤维入口通道3和浸渍出口6的轴线重合(或平行)，但是可以理解地，二者可以具有夹角或者垂直。
连续纤维入口通道3和熔融体夹缝流道1分别设置在浸渍模外体2相邻的两个侧壁上，且连续纤维入口通道3和熔融体夹缝流道1之间具有夹角α。如图1所述，夹角α可以是大于0°且小于180°的任意角度。
在一些实施例中，浸渍模外体2的横截面构造为矩形、梯形或半圆形等任何合适的结构形式。主动导丝辊5的两端可以与浸渍模外体2的侧壁转动连接，并且在连接部位设置有密封层以保证模腔的密封性。
本发明上述的强紊流浸渍模具可应用于任何现有的连续纤维增强热塑性复合材料制造***和制备技术中。
根据本发明的第二个方面，本方面提供一种纤维增强热塑性复合材料制造***，其包括上述的强紊流浸渍模具。
在一个示例性的实施例中，如图7和8所示，本发明的纤维增强热塑性复合材料制造***包括依次相连的纤维架及导纤装置11、纤维预处理装置12、熔融浸渍模头100、熔融塑化供料装置13、成型模具14、冷却水槽15、干燥机16、牵引机17、切粒机18、收集箱19以及电控***(未示出)。
其中，纤维依次经过纤维架及导纤装置11和纤维预处理装置12后进入熔融浸渍模头100进行浸渍处理。其中，纤维架及导纤装置11用于纤维的导出和解捻，该装置装有自动控制解捻装置，其与牵引机17联动，且二者分别与电控***(例如PLC控制装置)电连接。
纤维预处理装置12由数组可加热的张力辊或者由数组可加热的张力辊和热烘道组合的方式组成，用于对纤维的预分散和预加热，预加热温度范围140-300℃。热烘道采用电加热、红外加热、微波加热方式的一种或几种组合的加热方法，但并不局限于以上某种加热方式。
张力辊和热烘道组合的这种组合方式使得纤维在进入热烘道时所受到的张力得到一定的释放，从而适应不同强度的纤维，避免自身强度较小的纤维在进入浸渍模头前断丝。纤维预处理装置12中的张力辊表面需进行表面镀陶瓷处理，以提高表面粗糙度，以减小对纤维的摩擦。
优选地，纤维预处理装置12中的张力辊表面需做表面处理，以提高表面粗糙度，减小对纤维的摩擦，如表面抛光、表面镀陶瓷等方式，可提高金属表面粗糙度的表面处理方式均可，但并不局限于以上两种表面处理方式。
经过熔融浸渍模头100进行浸渍处理后的材料进入成型模具14中进行成型处理。
下面对成型模具14进行详细地说明。
成型模具14用于内外层复合结构复合材料的成型。
在一种可选的实施例中，如图9所示，成型模具14由芯部141、外套142、外套口模板143组成。芯部141位于外套142内部，与外套142形成型腔，树脂混合物可以从外套142底部或顶部或两个侧面进入型腔。芯部141在外套142中可以前后移动，通过调整形成的型腔空间大小决定型腔中熔体的压力。也可通过芯部141与外套142间的夹角大小来调整型腔中熔体的压力。该成型模具14的工作原理为：经过浸渍模具3后形成内层浸渍材料的料条，从芯部141中间的孔中导向穿过，然后，在芯部141与外套142形成的充满混合熔体的型腔中实现内外层材料复合结构的成型，最后通过外套口模板143导出。
外套口模板143，用来调整控制外层熔体的流量。外套口模板143是多孔板结构，外套口模板143为3-6mm的锥形通孔。
在另一种可选的实施例中，如图10和11所示，成型模具14由接驳145和机头144组成。机头144是两半模的结构，其内部空腔形成型腔。熔体流可以通过接驳145从机头144底部、顶部和两个侧面进入型腔。两半模内壁具有凸起和凹陷的阻尼结构，用于分配熔体和改变型腔中熔体的压力。该成型模具14的工作原理为：经过浸渍模具3后形成内层浸渍材料的料条，从机头144入口的孔中导向穿过，然后，在机头144两半模的充满混合熔体的型腔中实现内外层材料复合结构的成型，最后通过出口导出。
下面对熔融塑化供料装置13进行详细地说明。
熔融塑化供料装置13分别与熔融浸渍模头100和成型模具14相连。
在一些可选的实施例中，如图7所示，熔融塑化供料装置13为双螺杆挤出机，其用于熔融塑化物料。双螺杆挤出机为同向双螺杆挤出机，螺杆直径为214mm-1414mm，长径比为36:1-44:1。
通过熔体分配器将挤出机中熔融塑化的熔体进行分流，分别进入到熔融浸渍模头100和成型模具14中，并利用熔体流量控制阀控制各自的流量。
在另一些可选的实施例中，如图8所示，熔融塑化供料装置13包括第一挤出机131和第二挤出机132。其中，第一挤出机131与成型模具14相连，第二挤出机132与熔融浸渍模头100相连。通过第一挤出机131和第二挤出机132分别将其各自熔融塑化的熔体输入至成型模具14和熔融浸渍模头100中。
此外，第一挤出机131和第二挤出机132可加入相同或不同的物料，因此可制备内层和外层相同或不同材料的复合材料。
此外，冷却水槽15、干燥机16、牵引机17、切粒机18、收集箱19是本领域技术人员所知晓的常规设备或装置，在此不再赘述。
根据本发明的第三个方面，本方面提供一种采用上述的强紊流浸渍模具对连续纤维进行浸渍的方法，包括以下步骤：
第一步，使熔融体从熔融体夹缝流道1中流入浸渍模外体1的模腔。
第二步，使连续纤维从连续纤维入口通道3进入浸渍模外体1的模腔中，并在该模腔内绕过主动导丝辊4。
第三步，根据连续纤维的行进速度，选择相应的主动导丝辊4的切线速度；例如，使二者的速度一致。
第四步，通过驱动装置7驱动主动导丝辊4旋转以带动主动导丝辊4上的叶片8转动，从而推动并扰动熔融体以提高连续纤维的浸渍程度。
第五步，使连续纤维依次经过从动导丝辊5，从动导丝辊5可以由连续纤维牵引转动，也可由主动导丝辊4驱动转动。
第六步，使浸渍后的连续纤维从浸渍出口6中牵出而形成具有预定形状的连续纤维增强热塑性材料。
第七步，将具有预定形状的连续纤维增强热塑性材料进行冷却、牵引、切粒等操作以形成一定长度的连续纤维增强热塑性树脂颗粒。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (11)

1.一种强紊流浸渍模具，包括浸渍模外体，其特征在于，所述浸渍模外体包括连续纤维入口通道、浸渍出口以及熔融体夹缝流道，所述连续纤维入口通道、所述浸渍出口以及所述熔融体夹缝流道均与所述浸渍模外体内部的模腔相连通；
其中，所述浸渍模外体的模腔内设置有导丝辊，所述导丝辊包括至少一个主动导丝辊，所述主动导丝辊由驱动装置驱动转动。
2.根据权利要求1所述的强紊流浸渍模具，其特征在于，所述主动导丝辊的端部设置有至少两个叶片，所述叶片沿所述主动导丝辊的周向间隔设置。
3.根据权利要求2所述的强紊流浸渍模具，其特征在于，所述叶片的径向截面构造为扇形或三角形。
4.根据权利要求2或3所述的强紊流浸渍模具，其特征在于，所述叶片上设置有一个通孔；或者
所述叶片上设置有多个通孔，且多个所述通孔规则或者不规则地排列在所述叶片上。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的强紊流浸渍模具，其特征在于，所述导丝辊还包括至少一个从动导丝辊，所述从动导丝辊由经过所述主动导丝辊的连续纤维驱动；或者
所述从动导丝辊与所述主动导丝辊通过皮带机构、齿轮机构或链条机构相连。
6.根据权利要求5所述的强紊流浸渍模具，其特征在于，所述主动导丝辊比所述从动导丝辊更靠近所述熔融体夹缝流道。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的强紊流浸渍模具，其特征在于，所述连续纤维入口通道和所述熔融体夹缝流道分别设置在所述浸渍模外体相邻的两个侧壁上，且所述连续纤维入口通道和所述熔融体夹缝流道之间具有夹角。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的强紊流浸渍模具，其特征在于，所述浸渍模外体的横截面构造为矩形、梯形或半圆形。
9.一种纤维增强热塑性复合材料制造***，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的强紊流浸渍模具。
10.根据权利要求9所述的纤维增强热塑性复合材料制造***，其特征在于，还包括：设置在所述可调节浸渍模具上游且依次相连的纤维架及导纤装置和纤维预处理装置以及设置在可调节浸渍模具下游且依次相连的成型模具、冷却水槽、干燥机、牵引机、切粒机和收集箱；
其中，所述可调节浸渍模具和所述成型模具分别与同一熔融塑化供料装置相连，或分别与不同的熔融塑化供料装置相连；
所述牵引机、所述切粒机和所述熔融塑化供料装置均与电控***相连。
11.一种采用权利要求1-8中任一项所述的强紊流浸渍模具对连续纤维进行浸渍的方法，其特征在于，包括以下步骤：
使熔融体从熔融体夹缝流道中流入浸渍模外体的模腔中，
使连续纤维从连续纤维入口通道进入浸渍模外体的模腔中，并在该模腔内绕过主动导丝辊；
根据连续纤维的行进速度，选择相应的主动导丝辊的切线速度；
通过驱动装置驱动主动导丝辊旋转以带动主动导丝辊上的叶片转动，从而推动并扰动熔融体以提高连续纤维的浸渍程度。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1252032A (zh) * 1997-04-14 2000-05-03 梁志强 改进的排出流体的叶片
JP2003033846A (ja) * 2001-07-18 2003-02-04 Nippon Steel Corp 連続鋳造用浸漬ノズル
CN101152767A (zh) * 2006-09-27 2008-04-02 广州金发科技股份有限公司 一种连续长纤维增强热塑性树脂的成型方法及其成型设备
CN101695873A (zh) * 2009-10-30 2010-04-21 广州科苑新型材料有限公司 长纤维增强塑料生产用纤维丝束熔融浸渍模头及浸渍方法
CN102367003A (zh) * 2011-09-20 2012-03-07 四川大学 连续长纤维增强热塑性塑料的浸渍设备和方法
CN203665748U (zh) * 2014-01-09 2014-06-25 朱建一 一种纤维浸渍模具
CN105014994A (zh) * 2014-04-22 2015-11-04 北京化工大学 一种连续纤维增强热塑性树脂复合材料熔融浸渍装置
CN105381900A (zh) * 2015-11-13 2016-03-09 平顶山市美伊金属制品有限公司 一种带有紊流功能的喷涂涂料压力送料装置
CN207088268U (zh) * 2017-08-16 2018-03-13 四川德力新材料有限公司 一种长纤维增强热塑性塑料的浸渍装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1252032A (zh) * 1997-04-14 2000-05-03 梁志强 改进的排出流体的叶片
JP2003033846A (ja) * 2001-07-18 2003-02-04 Nippon Steel Corp 連続鋳造用浸漬ノズル
CN101152767A (zh) * 2006-09-27 2008-04-02 广州金发科技股份有限公司 一种连续长纤维增强热塑性树脂的成型方法及其成型设备
CN101695873A (zh) * 2009-10-30 2010-04-21 广州科苑新型材料有限公司 长纤维增强塑料生产用纤维丝束熔融浸渍模头及浸渍方法
CN102367003A (zh) * 2011-09-20 2012-03-07 四川大学 连续长纤维增强热塑性塑料的浸渍设备和方法
CN203665748U (zh) * 2014-01-09 2014-06-25 朱建一 一种纤维浸渍模具
CN105014994A (zh) * 2014-04-22 2015-11-04 北京化工大学 一种连续纤维增强热塑性树脂复合材料熔融浸渍装置
CN105381900A (zh) * 2015-11-13 2016-03-09 平顶山市美伊金属制品有限公司 一种带有紊流功能的喷涂涂料压力送料装置
CN207088268U (zh) * 2017-08-16 2018-03-13 四川德力新材料有限公司 一种长纤维增强热塑性塑料的浸渍装置

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