CN207617147U - 多道波浪成型装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多道波浪成型装置，包括两组对应设置的波浪辊，分别为上波浪辊和下波浪辊，其中，所述上波浪辊与所述下波浪辊为柱形结构，所述上波浪辊和所述下波浪辊的外周侧上分别均匀的设置有凸起的齿柱，相邻的齿柱之间为凹陷部，所述齿柱的形状与所述凹陷部的形状相同；所述上波浪辊的齿柱与所述下波浪辊的凹陷部、所述上波浪辊的凹陷部和所述下波浪辊的齿柱分别一一对应设置。将碳纤维预浸料经过波浪辊的挤压后，使得原本呈铺展状的材料形成紧密的波浪形，内部碳纤维丝限制在呈波浪形的树脂内部，无法发生位移，从而使得再次经过挤压成型时，内部碳纤维丝能够均匀分布，并按照一定的导向进行集中，使产品纤维规整，强度分布均匀。

Description

多道波浪成型装置

技术领域

本实用新型涉及纺织机械技术领域，具体涉及碳纤维材料成型装置。

背景技术

由碳纤维纱、环氧树脂、离型纸等材料，经过涂膜、热压、冷却、覆膜、卷取等工艺加工而成的复合材料称为碳纤维预浸料，在进行碳纤维材料加工时，特别是通过挤压成型为特定形状时，在挤压力下材料内部碳纤维丝方向混乱，无规则排布导致产品强度不均匀，产品形状不能达到设计要求等造成产品的合格率低，生产效率低。

有鉴于上述现有的碳纤维材料成型装置存在的缺陷，本实用新型人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种多道波浪成型装置及碳纤维材料成型方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于，克服现有的碳纤维材料成型装置存在的缺陷，而提供一种多道波浪成型装置及碳纤维材料成型方法，使得碳纤维材料内部纤维排列规整，强度分布均匀，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

多道波浪成型装置，包括两组对应设置的波浪辊，分别为上波浪辊和下波浪辊，其中，

所述上波浪辊与所述下波浪辊为柱形结构，所述上波浪辊和所述下波浪辊的外周侧上分别均匀的设置有凸起的齿柱，相邻的齿柱之间为凹陷部，所述齿柱的形状与所述凹陷部的形状相同；

所述上波浪辊的齿柱与所述下波浪辊的凹陷部、所述上波浪辊的凹陷部和所述下波浪辊的齿柱分别一一对应设置；

还包括驱动装置，用于给所述上波浪辊和/或下波浪辊提供相向或相接近移动的动力。

作为一种优选的技术方案，所述齿柱为圆弧形。

作为一种优选的技术方案，所述波浪辊包括中心轴和套设在所述中心轴上的套筒，其中，所述齿柱和所述凹陷部分别设置在所述套筒的外周侧上。

作为一种优选的技术方案，所述中心轴为空心轴。

作为一种优选的技术方案，所述上波浪辊和所述下波浪辊的所述空心轴内设置有预热装置，用于给所述上波浪辊和所述下波浪辊提供热量。

作为一种优选的技术方案，所述空心轴由不锈钢制成，所述套筒由超高分子量聚乙烯制成，其中超高分子量聚乙烯为分子量在150万以上的无支链的线性聚乙烯。

作为一种优选的技术方案，所述预热装置为红外线加热器。所述预热装置分别沿所述上波浪辊和所述下波浪辊的长度方向设置，且设置在所述上波浪辊和所述下波浪辊的中心位置，从而使得套管侧面加热更加的均匀。

作为一种优选的技术方案，所述驱动装置为气缸，且所述气缸与所述波浪辊之间通过支架固定连接，其中，所述支架与所述波浪辊的两端部连接，且所述波浪辊能够绕所述中心轴旋转。

一种碳纤维材料成型方法，包括如下步骤:

步骤1、采用如上所述的多道波浪成型装置挤压碳纤维预浸料，使得平板状的所述碳纤维预浸料呈内部碳纤维丝按照一定的导向排布；

步骤2、将经过步骤1处理得到的碳纤维材料通过挤压成型模具的挤压后形成所需碳纤维材料。

采用上述技术方案，能够实现以下技术效果：

将碳纤维预浸料经过波浪辊的挤压后，使得原本呈铺展状的材料形成紧密的波浪形，内部碳纤维丝限制在呈波浪形的树脂内部，无法发生位移，从而使得再次经过挤压成型时，内部碳纤维丝能够均匀分布，并按照一定的导向进行集中，使产品纤维规整，强度分布均匀。

附图说明

图1为本实用新型多道波浪成型装置（未挤压状态）的结构示意图；

图2为本实用新型多道波浪成型装置（挤压状态）的结构示意图；

图3为本实用新型多道波浪成型装置侧视图；

图4为现有碳纤维预浸料成型过程内部结构示意图；

图5为经过多道波浪成型装置处理后的碳纤维预浸料成型过程内部结构示意图；

其中：

1-上波浪辊，2-下波浪辊，3-齿柱，4-凹陷部，5-中心轴，6-套筒，7-预热装置，8-气缸，9-碳纤维预浸料，10-轴承，11-支架。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,对依据本实用新型提出的多道波浪成型装置及碳纤维材料成型方法其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。

如图1-3所示，本实用新型公开了一种多道波浪成型装置，包括两组对应设置的波浪辊，分别为上波浪辊1和下波浪辊2，其中，

上波浪辊1与下波浪辊2为柱形结构，上波浪辊1和下波浪辊2的外周侧上分别均匀的设置有凸起的齿柱3，相邻的齿柱3之间为凹陷部4，齿柱3的形状与凹陷部4的形状相同，从而使得上、下对应设置的波浪辊的齿柱3能够***对应的凹陷部4，从而将夹在上波浪辊1和下波浪辊2之间的碳纤维预浸料9挤压成波浪形；

上波浪辊1的齿柱3与下波浪辊2的凹陷部4、上波浪辊1的凹陷部4和下波浪辊2的齿柱3分别一一对应设置；

还包括驱动装置，用于给上波浪辊1和/或下波浪辊2提供相向或相接近移动的动力，具体的，可仅固定上波浪辊1或如图1所示的仅固定下波浪辊2或上波浪辊1、下波浪辊2均不固定，能够实现上波浪辊1与下波浪辊2相向移动或者相接近移动。

作为一种优选的技术方案，齿柱3为圆弧形，弧形设置使得碳纤维预浸料9表面的应力相对减小，不易发生断裂情况。

作为一种优选的技术方案，波浪辊包括中心轴5和套设在中心轴5上的套筒6，其中，齿柱3和凹陷部4分别设置在套筒6的外周侧上，组合式设置的波浪辊，便于更换易磨损的套筒6。另外，中心轴5上还设置有轴承10。

作为一种优选的技术方案，中心轴5为空心轴。

作为一种优选的技术方案，上波浪辊1和下波浪辊2的空心轴内设置有预热装置7，用于给上波浪辊1和下波浪辊2提供热量。预热装置7的设置便于软化碳纤维预浸料9，更易于挤压成波浪形，便于加工，另外加热后的碳纤维预浸料9的表面受挤压不易形成应力集中后发生断裂。

作为一种优选的技术方案，空心轴由不锈钢制成，套筒由超高分子量聚乙烯制成，不锈钢制成的空心轴具有足够的强度，且耐腐蚀，而超高分子量聚乙烯是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料，具有超强的耐磨性、自润滑性，强度比较高、化学性质稳定、抗老化性能强。

作为一种优选的技术方案，预热装置7为红外线加热器。预热装置7分别沿上波浪辊1和下波浪辊2的长度方向设置，且设置在上波浪辊1和下波浪辊2的中心位置，从而使得套管6侧面加热更加的均匀。使得可旋转运动的波浪辊的侧面受热均匀，而不影响对纤维预浸料9的加热。

作为一种优选的技术方案，驱动装置为气缸8，且气缸8与波浪辊之间通过支架11固定连接，其中，支架11与波浪辊的两端部固定连接，具体的，支架11的两端分别连接波浪辊两端部，支架11的中部与气缸8固定连接，通过气缸8的推动实现与支架11固定连接的波浪辊的移动，另外支架与波浪辊的两端部旋转连接，因此波浪辊能够绕中心轴5旋转，当纤维预浸料9进入上波浪辊1和下波浪辊2之间时，纤维预浸料9向前运动后，带动夹住纤维预浸料9的上波浪辊1和下波浪辊2沿纤维预浸料9前进方向旋转，不仅能够减少波浪辊与纤维预浸料9之间的摩擦力，不易造成纤维预浸料9的断裂，而且表面的、有一定粘度的树脂不会由于摩擦力而堆积在波浪辊上。

本实用新型还公开了一种碳纤维材料成型方法，包括如下步骤:

步骤1、采用如上的多道波浪成型装置挤压碳纤维预浸料9，使得平板状的碳纤维预浸料9呈内部碳纤维丝按照一定的导向排布；

步骤2、将经过步骤1处理得到的碳纤维材料通过挤压成型模具的挤压后形成所需碳纤维材料，

如图4所示，现有的碳纤维预浸料9在挤压成三角截面型的材料时，由于受到挤压模具的挤压内部的纤维丝呈无规则排列，碳纤维丝受到挤压向材料内部聚拢，外侧多为树脂类材料，因此表面强度低，易断裂或变形，成品率低，而如图5所示，经过多道波浪预成型装置挤压成波浪状的碳纤维预浸料9在后期挤压模具的挤压操作过程中，由于碳纤维丝已形成规则的排列状，因此最终形成的三角截面型的材料的内外部碳纤维丝的分布较均匀，因此其强度分布均匀，具有较好的性能。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.多道波浪成型装置，其特征在于，包括两组对应设置的波浪辊，分别为上波浪辊（1）和下波浪辊（2），其中，

所述上波浪辊（1）与所述下波浪辊（2）为柱形结构，所述上波浪辊（1）和所述下波浪辊（2）的外周侧上分别均匀的设置有凸起的齿柱（3），相邻的齿柱（3）之间为凹陷部（4），所述齿柱（3）的形状与所述凹陷部（4）的形状相同；

所述上波浪辊（1）的齿柱（3）与所述下波浪辊（2）的凹陷部（4）、所述上波浪辊（1）的凹陷部（4）和所述下波浪辊（2）的齿柱（3）分别一一对应设置；

还包括驱动装置，用于给所述上波浪辊（1）和/或下波浪辊（2）提供相向或相接近移动的动力。

2.根据权利要求1所述的多道波浪成型装置，其特征在于，所述齿柱（3）为圆弧形。

3.根据权利要求1所述的多道波浪成型装置，其特征在于，所述波浪辊包括中心轴（5）和套设在所述中心轴（5）上的套筒（6），其中，所述齿柱（3）和所述凹陷部（4）分别设置在所述套筒（6）的外周侧上。

4.根据权利要求3所述的多道波浪成型装置，其特征在于，所述中心轴（5）为空心轴。

5.根据权利要求4所述的多道波浪成型装置，其特征在于，所述上波浪辊（1）和所述下波浪辊（2）的所述空心轴内设置有预热装置（7），用于给所述上波浪辊（1）和所述下波浪辊（2）提供热量。

6.根据权利要求5所述的多道波浪成型装置，其特征在于，所述空心轴由不锈钢制成，所述套筒（6）由超高分子量聚乙烯制成。

7.根据权利要求5所述的多道波浪成型装置，其特征在于，所述预热装置（7）为红外线加热器。

8.根据权利要求1所述的多道波浪成型装置，其特征在于，所述驱动装置为气缸（8），且所述气缸（8）与所述波浪辊之间通过支架（11）固定连接。