CN114474958B - 一种碳纤维预制体的成型工艺及成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种碳纤维预制体的成型工艺及成型装置，该成型装置包括针刺板，该针刺板上端面垂直向下贯设有针刺孔，该针刺板上方设有支撑板，该支撑板上端面设有驱动机构，该支撑板下端面对应针刺孔位置设有针刺体，所述针刺板与支撑板之间设有清洁板，该清洁板上端面垂直向上开设有通孔，所述针刺体滑动贯穿于通孔。当针刺体穿入针刺孔内后，清洁板触压在复合层上端面，对复合层实现一定的挤压效果，进而，使碳纤维织布和碳纤维网毡更好的贴合在一起，当支撑板带着针刺体快速升起，而清洁板升起速度比支撑板慢一些，那么，针刺体从清洁板上的通孔内抽出，进而，将吸附在针刺体表面上的纤维丝清除掉。

Description

一种碳纤维预制体的成型工艺及成型装置

技术领域

本发明涉及一种碳纤维预制体的成型工艺及成型装置。

背景技术

在碳纤维预制体的加工过程中，对于复合层的针刺过程属于常规手段，而在针刺体 反复刺穿碳纤维过程中，由于不断摩擦会有静电的产生，从而，使断掉的纤维丝吸附在针刺体表面上，通过较长时间的累积，较多的的纤维丝缠绕在针刺体上，进而，会影响 到正常的针刺工作的进行，且绕在针刺体上的纤维丝清理比较麻烦。

为了解决上述问题，本发明中提出了一种碳纤维预制体的成型工艺及成型装置。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种碳纤维预制体的 成型工艺及成型装置，以解决上述技术问题。

(2)技术方案

为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：

一种碳纤维预制体的成型工艺，具体成型工艺步骤如下：

S1、碳纤维布和碳纤维网毡的生产：将纱线加捻，每米加捻10-30捻/米，加捻的 目的是提升纱线的拉伸强度，加捻结束上机生产，编织；

S2、针刺复合：复合层由碳纤维网毡和碳纤维织物组成，碳纤维网毡和碳纤维织布之间逐层针刺复合，碳纤维网毡面密度为40-500克/平方米，碳纤维织布的面密度为 50-500克/平方米，碳纤维织布的最外两层为碳纤维网毡，相邻两层复合层边缘以45 度角度错开逐层平铺针刺复合，该针刺复合工序采用成型装置进行加工；

S3、形成产品；

上述工艺步骤S2中的作业工序需要成型装置完成相应的处理操作，该成型装置包括针刺板，该针刺板上端面垂直向下贯设有针刺孔，该针刺板上方设有支撑板，该支撑 板上端面设有驱动机构，该支撑板下端面对应针刺孔位置设有针刺体，所述针刺板与支 撑板之间设有清洁板，该清洁板上端面垂直向上开设有通孔，所述针刺体滑动贯穿于通 孔，该针刺体***套设有第一弹簧件，且第一弹簧件的上端连接在支撑体的下端面，该 第一弹簧件的下端连接在清洁板的上端面；所述针刺板上端面宽度方向的两侧设有挡 条，两个挡条与针刺板之间形成输料通道。

进一步，所述支撑板***滑动套设有框体，该框体上端口开放，且框体下端口设有推板，且推板面向框体内侧凸出，该框体的长度方向的两端部均设有第一L型推块，该 框体的宽度方向的两端部均设有第二L型推块，且第一L型推块和第二L型推块均垂直 向下滑动贯穿于开设在清洁板上的通槽，其中，第一L型推块的下端设有张紧机构。

进一步，所述张紧机构包括设于第一L型推块下端部的罩体，该罩体两端均设有支板，该罩体内通过支板摆动连接有第一转筒，该第一转筒外侧的两端固定设有支架，该 支架的外端旋转连接有辊筒，该第一转筒的内侧开设有弧形槽，该弧形槽内摆动连接有 第二转筒，且第二转筒的两端通过支板支撑，该第二转筒的弧形面上固定连接有压板， 两个支架上端之间设有垫板，该垫板侧部设有第二弹簧件，且第二弹簧件的外端与压板 的侧部相连。

进一步，所述第二L型推块下端部开设有缺口，该缺口内设有拨料机构，该拨料机构包括设于缺口一侧的挡条上的转轴，该转轴外端设有拨料轮，该拨料轮一侧设有偏心部，该偏心部外侧设有拨动齿，该拨料轮另一侧设有限位板，该转轴***套设有扭簧， 且通过扭簧使限位板在初始状态下抵触在第二L型推块的下端面。

进一步，所述限位板的外端设有圆弧结构，所述压板的外端设有圆弧结构。

(3)有益效果：

A、将复合层放置在输料通道内，并沿输料通道向前输送，驱动机构开启，带动支撑板下端面的针刺体往复穿过针刺孔，将碳纤维织布和碳纤维网毡内的纤维相互缠绕， 进而，实现材料的复合。在针刺体反复刺穿碳纤维过程中，由于不断摩擦会有静电的产 生，从而，使断掉的纤维丝吸附在针刺体表面上，由于较长时间的累积，较多的的纤维 丝缠绕在针刺体上，进而，会影响到正常的针刺工作的进行，且绕在针刺体上的纤维丝 清理比较麻烦，通过清洁板的设置，当支撑板下压过程中，通过第一弹簧件顶着清洁板 下移，当针刺体穿入针刺孔内后，清洁板触压在复合层上端面，对复合层实现一定的挤 压效果，进而，使碳纤维织布和碳纤维网毡更好的贴合在一起，当支撑板带着针刺体快 速升起，而清洁板升起速度比支撑板慢一些，那么，针刺体从清洁板上的通孔内抽出， 进而，将吸附在针刺体表面上的纤维丝清除掉。

B、当支撑板下压过程中，会压在推板上，并带动第一L型推块和第二L型推块向 下移动，在针刺体穿过复合层时，利用第一L型推块下端的张紧机构抵压在复合层上， 在针刺过程中起到固定复合层位置的作用，避免针刺过程中造成复合层的偏摆，保证针 刺复合层的质量。

C、辊筒在输料过程中自然触压在复合层上，有利于消除碳纤维布之间，碳纤维布与碳纤维网毡之间的空隙，为后面的针刺做好准备，当第一L型推块被支撑体推动下压 过程中，辊筒向复合层输料方向相反的方向移动，进而，对于复合层具有向外张紧的作 用，同时，压板逐渐抵压在复合层上端面，且压紧力逐渐变大，有利于在针刺体刺穿复 合层时，对于复合层具有稳固位置的作用，避免复合层偏摆，保证针刺的质量。

D、第二L型推块被支撑体推动下压过程中，推动限位板下移，并针刺过程中压在复合层上端面，避免在针刺过中因受力作用造成复合层的偏摆，且限位板在自然状态下 对第二L型推块起到承托作用，当第二L型推块抬起时，通过扭簧的作用，拨料轮发生 摆动，并通过拨动齿对复合层起到向前的拨动作用，即在一次针刺行程完成，且在上提 过程中，通过拨动齿对复合层起到辅助向前推动的效果。

附图说明

图1为本发明碳纤维预制体的成型装置的整体三维结构示意图；

图2为本发明碳纤维预制体的成型装置的张紧机构的局部放大图；

图3为本发明碳纤维预制体的成型装置的第二弹簧件的放大图；

图4为本发明碳纤维预制体的成型装置的拨料机构的局部放大图；

图5为本发明碳纤维预制体的成型装置的拨料齿的示意图；

图6为本发明碳纤维预制体的成型装置的推板的示意图。

附图标记如下：

1-针刺板，11-挡条，2-支撑板，3-清洁板，4-第一弹簧件，5-框体，51-推板，6- 第一L型推块，7-第二L型推块，8-张紧机构，81-罩体，82-支板，83-第一转筒，84- 支架，85-辊筒，86-第二转筒，87-压板，88-垫板，89-第二弹簧件，9-拨料机构，91- 转轴，92-拨料轮，93-拨料齿，94-限位板，95-扭簧。

具体实施方式

下面结合附图1-6和实施例对本发明进一步说明：

一种碳纤维预制体的成型工艺，具体成型工艺步骤如下：

S1、碳纤维布和碳纤维网毡的生产：将纱线加捻，每米加捻10-30捻/米，加捻的 目的是提升纱线的拉伸强度，加捻结束上机生产，编织；

S2、针刺复合：复合层由碳纤维网毡和碳纤维织布组成，碳纤维网毡和碳纤维织布之间逐层针刺复合，碳纤维网毡面密度为40-500克/平方米，碳纤维织布的面密度为 50-500克/平方米，碳纤维织布的最外两层为碳纤维网毡，该针刺复合工序采用成型装 置进行加工；

S3、形成产品；

上述工艺步骤S2中的作业工序需要成型装置完成相应的处理操作，该成型装置包括针刺板1，该针刺板1上端面垂直向下贯设有针刺孔，该针刺板1上方设有支撑板2， 该支撑板2上端面设有驱动机构，该驱动机构采用现有技术中的摇臂式高速针刺机驱动 方式，该支撑板2下端面对应针刺孔位置设有针刺体，所述针刺板1与支撑板2之间设 有清洁板3，该清洁板3上端面垂直向上开设有通孔，所述针刺体滑动贯穿于通孔，该 针刺体***套设有第一弹簧件4，且第一弹簧件4的上端连接在支撑体2的下端面，该 第一弹簧件4的下端连接在清洁板3的上端面；所述针刺板1上端面宽度方向的两侧设 有挡条11，两个挡条11与针刺板1之间形成输料通道。将复合层放置在输料通道内， 并沿输料通道向前输送，驱动机构开启，带动支撑板2下端面的针刺体往复穿过针刺孔， 将碳纤维织布和碳纤维网毡内的纤维相互缠绕，进而，实现材料的复合。在针刺体反复 刺穿碳纤维过程中，由于不断摩擦会有静电的产生，从而，使断掉的纤维丝吸附在针刺 体表面上，由于较长时间的累积，较多的的纤维丝缠绕在针刺体上，进而，会影响到正 常的针刺工作的进行，且绕在针刺体上的纤维丝清理比较麻烦，通过清洁板3的设置， 当支撑板2下压过程中，通过第一弹簧件4顶着清洁板3下移，当针刺体穿入针刺孔内 后，清洁板3触压在复合层上端面，对复合层实现一定的挤压效果，进而，使碳纤维织 布和碳纤维网毡更好的贴合在一起，当支撑板2带着针刺体快速升起，而清洁板3升起 速度比支撑板2慢一些，那么，针刺体从清洁板3上的通孔内抽出，进而，将吸附在针 刺体表面上的纤维丝清除掉。

本实施例中，所述支撑板2***滑动套设有框体5，该框体5上端口开放，且框体 5下端口设有推板51，且推板51面向框体5内侧凸出，该框体5的长度方向的两端部 均设有第一L型推块6，该框体5的宽度方向的两端部均设有第二L型推块7，且第一L 型推块6和第二L型推块7均垂直向下滑动贯穿于开设在清洁板3上的通槽，其中，第 一L型推块6的下端设有张紧机构8。当支撑板2下压过程中，会压在推板51上，并带 动第一L型推块6和第二L型推块7向下移动，在针刺体穿过复合层时，利用第一L型 推块6下端的张紧机构8抵压在复合层上，在针刺过程中起到固定复合层位置的作用， 避免针刺过程中造成复合层的偏摆，保证针刺复合层的质量。

本实施例中，所述张紧机构8包括设于第一L型推块6下端部的罩体81，该罩体 81两端均设有支板82，该罩体81内通过支板82摆动连接有第一转筒83，该第一转筒 83外侧的两端固定设有支架84，该支架84的外端旋转连接有辊筒85，该第一转筒83 的内侧开设有弧形槽，该弧形槽内摆动连接有第二转筒86，且第二转筒86的两端通过 支板82支撑，该第二转筒86的弧形面上固定连接有压板87，两个支架84上端之间设 有垫板88，该垫板88侧部设有第二弹簧件89，且第二弹簧件89的外端与压板87的侧 部相连。辊筒85在输料过程中自然触压在复合层上，有利于消除碳纤维布之间，碳纤 维布与碳纤维网毡之间的空隙，为后面的针刺做好准备，当第一L型推块6被支撑体2 推动下压过程中，辊筒85向复合层输料方向相反的方向移动，进而，对于复合层具有 向外张紧的作用，同时，压板87逐渐抵压在复合层上端面，且压紧力逐渐变大，有利 于在针刺体刺穿复合层时，对于复合层具有稳固位置的作用，避免复合层偏摆，保证针 刺的质量。

本实施例中，所述第二L型推块7下端部开设有缺口，该缺口内设有拨料机构9， 该拨料机构9包括设于缺口一侧的挡条11上的转轴91，该转轴91外端设有拨料轮92， 该拨料轮92一侧设有偏心部，该偏心部外侧设有拨动齿93，该拨料轮92另一侧设有限 位板94，该转轴91***套设有扭簧95，且通过扭簧95使限位板94在初始状态下抵触 在第二L型推块7的下端面。第二L型推块7被支撑体2推动下压过程中，推动限位板 94下移，并针刺过程中压在复合层上端面，避免在针刺过中因受力作用造成复合层的偏 摆，且限位板9在自然状态下对第二L型推块7起到承托作用，当第二L型推块7抬起 时，通过扭簧95的作用，拨料轮92发生摆动，并通过拨动齿93对复合层起到向前的 拨动作用，即在一次针刺行程完成，且在上提过程中，通过拨动齿93对复合层起到辅 助向前推动的效果。

本实施例中，所述限位板94的外端设有圆弧结构，所述压板87的外端设有圆弧结构。避免在复合层的上端面压出较大的凹痕，进而，影响到外观的质量。

本发明有益效果：

将复合层放置在输料通道内，并沿输料通道向前输送，驱动机构开启，带动支撑板2下端面的针刺体往复穿过针刺孔，将碳纤维织布和碳纤维网毡内的纤维相互缠绕，进 而，实现材料的复合。在针刺体反复刺穿碳纤维过程中，由于不断摩擦会有静电的产生， 从而，使断掉的纤维丝吸附在针刺体表面上，由于较长时间的累积，较多的的纤维丝缠 绕在针刺体上，进而，会影响到正常的针刺工作的进行，且绕在针刺体上的纤维丝清理 比较麻烦，通过清洁板3的设置，当支撑板2下压过程中，通过第一弹簧件4顶着清洁 板3下移，当针刺体穿入针刺孔内后，清洁板3触压在复合层上端面，对复合层实现一 定的挤压效果，进而，使碳纤维织布和碳纤维网毡更好的贴合在一起，当支撑板2带着 针刺体快速升起，而清洁板3升起速度比支撑板2慢一些，那么，针刺体从清洁板3上 的通孔内抽出，进而，将吸附在针刺体表面上的纤维丝清除掉。

当支撑板2下压过程中，会压在推板51上，并带动第一L型推块6和第二L型推 块7向下移动，在针刺体穿过复合层时，利用第一L型推块6下端的张紧机构8抵压在 复合层上，在针刺过程中起到固定复合层位置的作用，避免针刺过程中造成复合层的偏 摆，保证针刺复合层的质量。

辊筒85在输料过程中自然触压在复合层上，有利于消除碳纤维布之间，碳纤维布与碳纤维网毡之间的空隙，为后面的针刺做好准备，当第一L型推块6被支撑体2推动 下压过程中，辊筒85向复合层输料方向相反的方向移动，进而，对于复合层具有向外 张紧的作用，同时，压板87逐渐抵压在复合层上端面，且压紧力逐渐变大，有利于在 针刺体刺穿复合层时，对于复合层具有稳固位置的作用，避免复合层偏摆，保证针刺的 质量。

第二L型推块7被支撑体2推动下压过程中，推动限位板94下移，并针刺过程中 压在复合层上端面，避免在针刺过中因受力作用造成复合层的偏摆，且限位板9在自然 状态下对第二L型推块7起到承托作用，当第二L型推块7抬起时，通过扭簧95的作 用，拨料轮92发生摆动，并通过拨动齿93对复合层起到向前的拨动作用，即在一次针 刺行程完成，且在上提过程中，通过拨动齿93对复合层起到辅助向前推动的效果。

工作原理：将复合层放置在输料通道内，并沿输料通道向前输送，驱动机构开启，带动支撑板2下端面的针刺体往复穿过针刺孔，将碳纤维织布和碳纤维网毡内的纤维相 互缠绕，进而，实现材料的复合。在针刺体反复刺穿碳纤维过程中，由于不断摩擦会有 静电的产生，从而，使断掉的纤维丝吸附在针刺体表面上，由于较长时间的累积，较多 的的纤维丝缠绕在针刺体上，进而，会影响到正常的针刺工作的进行，且绕在针刺体上 的纤维丝清理比较麻烦，通过清洁板3的设置，当支撑板2下压过程中，通过第一弹簧 件4顶着清洁板3下移，当针刺体穿入针刺孔内后，清洁板3触压在复合层上端面，对 复合层实现一定的挤压效果，进而，使碳纤维织布和碳纤维网毡更好的贴合在一起，当 支撑板2带着针刺体快速升起，而清洁板3升起速度比支撑板2慢一些，那么，针刺体 从清洁板3上的通孔内抽出，进而，将吸附在针刺体表面上的纤维丝清除掉。

本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员， 极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种碳纤维预制体的成型工艺，具体成型工艺步骤如下：

S1、碳纤维布和碳纤维网毡的生产：将纱线加捻，每米加捻 10-30捻/米，加捻的目的是提升纱线的拉伸强度，加捻结束上机生产，编织；

S2、针刺复合：复合层由碳纤维网毡和碳纤维织物组成，碳纤维网毡和碳纤维织布之间逐层针刺复合，碳纤维网毡面密度为40-500克/平方米，碳纤维织布的面密度为50-500克/平方米，碳纤维织布的最外两层为碳纤维网毡，相邻两层复合层边缘以45度角度错开逐层平铺针刺复合，该针刺复合工序采用成型装置进行加工；

S3、形成产品；

上述工艺步骤S2中的作业工序需要成型装置完成相应的处理操作，该成型装置包括针刺板（1），该针刺板（1）上端面垂直向下贯设有针刺孔，该针刺板（1）上方设有支撑板（2），该支撑板（2）上端面设有驱动机构，该支撑板（2）下端面对应针刺孔位置设有针刺体，其特征在于，所述针刺板（1）与支撑板（2）之间设有清洁板（3），该清洁板（3）上端面垂直向上开设有通孔，所述针刺体滑动贯穿于通孔，该针刺体***套设有第一弹簧件（4），且第一弹簧件（4）的上端连接在支撑板（2）的下端面，该第一弹簧件（4）的下端连接在清洁板（3）的上端面；所述针刺板（1）上端面宽度方向的两侧设有挡条（11），两个挡条（11）与针刺板（1）之间形成输料通道；所述支撑板（2）***滑动套设有框体（5），该框体（5）上端口开放，且框体（5）下端口设有推板（51），且推板（51）面向框体（5）内侧凸出，该框体（5）的长度方向的两端部均设有第一L型推块（6），该框体（5）的宽度方向的两端部均设有第二L型推块（7），且第一L型推块（6）和第二L型推块（7）均垂直向下滑动贯穿于开设在清洁板（3）上的通槽，其中，第一L型推块（6）的下端设有张紧机构（8）；所述张紧机构（8）包括设于第一L型推块（6）下端部的罩体（81），该罩体（81）两端均设有支板（82），该罩体（81）内通过支板（82）摆动连接有第一转筒（83），该第一转筒（83）外侧的两端固定设有支架（84），该支架（84）的外端旋转连接有辊筒（85），该第一转筒（83）的内侧开设有弧形槽，该弧形槽内摆动连接有第二转筒（86），且第二转筒（86）的两端通过支板（82）支撑，该第二转筒（86）的弧形面上固定连接有压板（87），两个支架（84）上端之间设有垫板（88），该垫板（88）侧部设有第二弹簧件（89），且第二弹簧件（89）的外端与压板（87）的侧部相连。

2.如权利要求1所述的一种碳纤维预制体的成型工艺，其特征在于：所述第二L型推块（7）下端部开设有缺口，该缺口内设有拨料机构（9），该拨料机构（9）包括设于缺口一侧的挡条（11）上的转轴（91），该转轴（91）外端设有拨料轮（92），该拨料轮（92）一侧设有偏心部，该偏心部外侧设有拨动齿（93），该拨料轮（92）另一侧设有限位板（94），该转轴（91）***套设有扭簧（95），且通过扭簧（95）使限位板（94）在初始状态下抵触在第二L型推块（7）的下端面。

3.如权利要求2所述的一种碳纤维预制体的成型工艺，其特征在于：所述限位板（94）的外端设有圆弧结构，所述压板（87）的外端设有圆弧结构。

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