CN208497399U - 一种碳纤维预浸材制作设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种碳纤维预浸材制作设备，包含一碳纤维线材卷绕装置、一气体电浆喷射装置和一高分子流体含浸装置。碳纤维线材卷绕装置具有至少一套接有一碳纤维线材卷的滚筒；气体电浆喷射装置具有一喷嘴，用以对自碳纤维线材卷绕装置拉出的一碳纤维单线喷射一气体电浆；高分子流体含浸装置供应一高分子流体，用以对经过气体电浆喷射的碳纤维单线含浸一高分子流体后收编成一碳纤维预浸材。碳纤维单线于喷嘴附近的长度方向和气体电浆于喷嘴的喷射方向实质垂直。

Description

一种碳纤维预浸材制作设备
技术领域
本申请属于碳纤维制品成型技术领域，具体地说，涉及一种碳纤维预浸材的制作设备。
背景技术
碳纤维制品是以碳纤维复合材所制作的产品，碳纤维复合材是碳纤维和高分子、金属、陶瓷等材料复合而成，碳纤维制品在航天、军工、电子等诸多领域都有着很广泛的应用。其中，碳纤维和高分子的复合材，因具有低成本、高强度和轻质量的优点，在民生产业的应用上最为常见，例如自行车、网球拍和羽毛球杆等。
已知碳纤维和高分子的复合材是依各种方式将热固性树脂如环氧树脂(epoxyresin)或热塑性树脂附着于碳纤维层上后固化成型为碳纤维复合材的基材。这些附着的方式主要分为湿式附着，例如预浸，或干式附着，例如热压。就采湿式预浸附着的成型法而言，碳纤维于树脂中的浸泡均匀度往往不足，因而导致固化后的碳纤维复合材中产生很多孔洞，这些孔洞降低了复合材的整体强度。为了避免此问题产生，有人尝试将浸泡时间拉长，但却导致制作时间成本增加并降低了生产效率。因此，有需要对现有碳纤维预浸材的制作设备进行改良。
实用新型内容
有鉴于上述问题，本实用新型提供一种碳纤维预浸材制作设备，用以制作一孔洞率小于1％的碳纤维预浸材。
一实施态样中，本实用新型提出一种碳纤维预浸材制作设备，包括一碳纤维线材卷绕装置、一气体电浆喷射装置和一高分子流体含浸装置。碳纤维线材卷绕装置具一碳纤维单线抽出单元和远离碳纤维单线抽出单元设置的一第一碳纤维单线传输单元，碳纤维单线抽出单元具有至少一第一滚筒，第一滚筒上套接一碳纤维线材卷，第一碳纤维单线传输单元具有一第二滚筒，碳纤维线材卷拉伸出的碳纤维单线由第二滚筒接收后传输。气体电浆喷射装置邻近第一碳纤维单线传输单元设置，具有一喷嘴和一和喷嘴连接的电浆产生单元，电浆产生单元制造并输出气体电浆至喷嘴，喷嘴用以对由第二滚筒接收的碳纤维单线喷射一气体电浆。高分子流体含浸装置邻近气体电浆喷射装置设置，具有一高分子流体含浸单元、一第二碳纤维单线传输单元和一碳纤维预浸材集合单元，高分子流体含浸单元设置于第二碳纤维单线传输单元和碳纤维预浸材集合单元之间，第二碳纤维单线传输单元具有一第三滚筒，用以将经过气体电浆喷射后的碳纤维单线传输至高分子流体含浸单元，高分子流体含浸单元用以接收来自第三滚筒且经过气体电浆喷射的碳纤维单线，俾碳纤维单线含浸于一高分子流体中，碳纤维预浸材集合单元用以将贴附有经过高分子流体含浸的碳纤维单线的一离型纸收编成卷。途经喷嘴附近的碳纤维单线的长度方向和气体电浆于喷嘴的喷射方向实质垂直，且喷嘴距离碳纤维单线的最短距离为1公分至2公分。
可选地，喷嘴距离碳纤维单线的最短距离为1.5公分。
可选地，气体电浆为空气电浆、氧气电浆、氢气电浆、氩气电浆、氦气电浆和氮气电浆其中之一。
一实施例中，高分子流体含浸单元具有一内盛有高分子流体的高分子流体含浸槽，高分子流体含浸槽的槽体侧壁上凸设有复数个滚动杆，用以供碳纤维单线含浸于高分子流体含浸槽时抵靠。
一实施例中，碳纤维预浸材集合单元具有一第四滚筒，第四滚筒套设一提供离型纸的离型纸卷，离型纸上具有黏着剂，第四滚筒用以将经过高分子流体预浸的碳纤维单线收编在离型纸上成卷。
一实施例中，远离第四滚筒的滚动杆的彼此间距大于邻近第四滚筒的滚动杆的彼此间距。
另一实施态样中，碳纤维单线抽出单元具有两个以上彼此间隔一定距离的第一滚筒，所有第一滚筒的碳纤维线材卷拉伸出的碳纤维单线由第二滚筒接收后形成一碳纤维束。
一实施例中，高分子流体含浸单元具有紧邻设置的一第一热压滚筒和一第二热压滚筒，第一热压滚筒的中心位置高于第二热压滚筒的中心位置，用以对经过气体电浆喷射后的碳纤维束、离型纸和一涂布有高分子流体的另一离型纸进行热压。
一实施例中，碳纤维预浸材集合单元具有一第五滚筒，用以将经过热压的碳纤维束和离型纸收编成卷。
一实施例中，高分子流体含浸单元还具有一第一离型纸释放滚筒、一高分子涂布器、一支撑滚筒、一第二离型纸释放滚筒和一离型纸回收滚筒，第一离型纸释放滚筒和支撑滚筒之间、支撑滚筒和第一热压滚筒之间、第一热压滚筒和离型纸回收滚筒之间均间隔一定距离，第一离型纸释放滚筒的中心位置高于支撑滚筒的中心位置，支撑滚筒的中心位置高于第一热压滚筒的中心位置，第一离型纸释放滚筒上用以释放另一离型纸，俾另一离型纸被释放后依序经过且接触支撑滚筒和第一热压滚筒，最后被离型纸回收滚筒卷收，且高分子涂布器用以接触介于支撑滚筒和第一离型纸释放滚筒之间的另一离型纸，俾高分子涂布器释放高分子流体至另一离型纸上。
综上所述，依照本实用新型提出的碳纤维预浸材的制作设备，利用气体电浆喷射装置对将来形成碳纤维预浸材的碳纤维线材施以一气体电浆喷射处理，藉以活化碳纤维的表面，提高碳纤维的表面黏着性。这样一来，当经过气体电浆喷射的碳纤维含浸于湿式制程或干式制程的高分子流体时，含浸均匀度可以被提升而具有最佳的高分子含浸效果，使得后来固化成型的碳纤维预浸材中不再具有孔洞或者仅有极少数孔洞，进而相对地提升了碳纤维预浸材的整体强度。依据实验数据显示，依此方式获得的固化成型的碳纤维预浸材的孔洞率小于1％。
为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1是根据本实用新型一第一实施例的碳纤维预浸材制作设备的示意图。
图2是根据本实用新型一第二实施例的碳纤维预浸材制作设备的示意图。
图3是根据本实用新型一第三实施例的碳纤维预浸材制作设备的示意图。
具体实施方式
为了使所属技术领域的技术人员更好地理解本实用新型各实施例中的技术方案，下面将结合各实施例中的附图，对本实用新型各实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是一部分实施例，而不是全部的实施例。所属技术领域的技术人员基于所揭示的实施例，所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
本实用新型提供一种碳纤维预浸材的制作设备，对于带有碳纤维的线材施以一气体电浆喷射程序，使线材中的碳纤维的表面活化，进而在后续的高分子流体含浸过程中，可以让高分子流体快速且完全地含浸于线材中各碳纤维丝间的空隙。
请参见图1或图2，一实施例中，碳纤维预浸材的制作设备10或10a包括一碳纤维线材卷绕装置101、一气体电浆喷射装置102和一湿式高分子流体含浸装置103。这些实施例中，碳纤维线材卷绕装置101或101a固定装设于一第一工作平台1011上，气体电浆喷射装置102固定装设于一第二工作平台1021上，湿式高分子流体含浸装置103固定装设于一第三工作平台1031上。换言之，碳纤维线材卷绕装置101、气体电浆喷射装置102和湿式高分子流体含浸装置103分别固定装设于不同工作平台或工作架上。其他实施例中，碳纤维线材卷绕装置101、气体电浆喷射装置102和湿式高分子流体含浸装置103可以全部固定装设于同一个工作平台或工作架上。只要所有的装置能够协同工作，这些装置的固定装设方式不在此设限。
请参见图3，另一实施例中，碳纤维预浸材的制作设备10b包括一碳纤维线材卷绕装置101、一气体电浆喷射装置102和一干式高分子流体含浸装置104。本实施例中，碳纤维线材卷绕装置101固定装设于一第一工作平台1011上，气体电浆喷射装置102固定装设于一第二工作平台1021上，干式高分子流体含浸装置104固定装设于一第四工作平台1041上。换言之，碳纤维线材卷绕装置101、气体电浆喷射装置102和干式高分子流体含浸装置104分别固定装设于不同工作平台或工作架上。其他实施例中，碳纤维线材卷绕装置101、气体电浆喷射装置102和干式高分子流体含浸装置104可以全部固定装设于同一个工作平台或工作架上。只要所有的装置能够协同工作，这些装置的固定装设方式不在此设限。
如图1所示，一实施例中，碳纤维线材卷绕装置101固定装设于一第一工作平台1011上，具有一碳纤维单线抽出单元1012和一第一碳纤维单线传输单元1013。第一工作平台1011上设置了两个以上(例如是三个)等距排列的第一立柱1011a、1011b和1011c，以及至少一个远离这些等距排列立柱的第二立柱1011d。碳纤维单线抽出单元1012具有多个(例如是九个)对准排列且彼此间隔一定距离的第一滚筒20，第一滚筒20分别设置于不同的第一立柱上，且不同第一立柱上的滚筒个数相同。各个第一滚筒20用以套接一碳纤维线材卷200。第一碳纤维单线传输单元1013具有一个设置于第二立柱1011d上的第二滚筒30，用以集合和传输来自各个碳纤维线材卷200拉伸出的单根碳纤维单线201。详言之，利用第一滚筒20和第二滚筒30的转动，可同时将各个碳纤维线材卷200上的单根碳纤维单线201均匀拉伸出并统一由第二滚筒30集合，将单根碳纤维单线201进行传输或将多根碳纤维单线201集合成一碳纤维束202后进行传输。藉此，可依所需碳纤维单线201的多寡形成不同宽度的碳纤维束202。这里的第一工作平台1011可以是任意形状例如是矩形，只要能够让碳纤维线材卷绕装置101固定于其上，本实用新型不在此限制其形状。另外，第一滚筒20和第二滚筒30的形状例如是圆柱形，第一滚筒20和第二滚筒30的个数和形状依据实际需求设计，本实用新型亦不在此设限。又，多个第一滚筒20亦可不对准排列，不同第一立柱上的滚筒数亦可不同，只要各个碳纤维线材卷200上的单根碳纤维单线201能够被均匀拉伸出而统一由第二滚筒30将单根碳纤维单线201传送输出或将各根碳纤维单线201集合成一碳纤维束202后传送输出，本实用新型不对第一滚筒20的设置方式设限。
其他实施例中，碳纤维线材卷绕装置101还具有一碳纤维单线分离单元1014，包括设置于第一工作平台1011上的一第三立柱1011e和开设于第三立柱1011e上的多个(例如三个)孔洞1014a、1014b和1014c，让不同高度的碳纤维线材卷200拉伸出的单根碳纤维单线201分别通过这些孔洞1014a、1014b和1014c后才由第二滚筒30传输。通过此，可避免不同高度的多根碳纤维单线201在会合时发生彼此缠绕的情况，进而确保每根碳纤维单线201在被第二滚筒30集合时彼此间仍保持一定间距。第一立柱1011a、1011b和1011c、第二立柱1011d和第三立柱1011e的个数和高度、孔洞1014a、1014b和1014c的个数和高度，均依据实际需求设计，本实用新型不在此设限。
请继续参照图1，一实施例中，气体电浆喷射装置102固定装设于一第二工作平台1021上，具有一喷嘴1022和一电浆产生单元1023，喷嘴1022连接至电浆产生单元1023。第二工作平台1021的设置位置远离碳纤维单线抽出单元1012，但邻近第一碳纤维单线传输单元1013，使得经由第二滚筒30集合的碳纤维单线201或碳纤维束202可以进一步地经过喷嘴1022的上方后集合于湿式高分子流体含浸装置103的一第二碳纤维单线传输单元1033(说明于后)。喷嘴1022用以对第二滚筒30所集合的碳纤维单线201或碳纤维束202喷射一气体电浆，藉以活化各根碳纤维单线201的表面，进而提高碳纤维单线201的表面黏着性。电浆产生单元1023制造并输出气体电浆至喷嘴1022。这里的气体电浆是指经过离子化处理的气体，这些气体电浆可以是空气电浆、氧气电浆、氢气电浆、氩气电浆、氦气电浆或氮气电浆，较佳为空气电浆或氮气电浆。有关气体电浆的制作原理为所属技术领域的通常知识者所熟知，在此不赘述。这里的第二工作平台1021可以是任意形状例如是矩形，只要能够让气体电浆喷射装置102固定于其上，本实用新型不在此限制其形状。此外，喷嘴1022的个数可以大于一，例如是二个，一个由下往上喷射，另一个由上往下喷射，使得所有碳纤维单线201或碳纤维束202的上表面和下表面均受到气体电浆的喷射。本实用新型不对喷嘴1022的个数和其配置方式设限。
请继续参照图1，湿式高分子流体含浸装置103固定装设于一第三工作平台1031上，具有一高分子流体含浸单元1032、一第二碳纤维单线传输单元1033和一碳纤维预浸材集合单元1034，高分子流体含浸单元1032设置于第二碳纤维单线传输单元1033和碳纤维预浸材集合单元1034之间。第三工作平台1031邻近第二工作平台1021设置，亦即湿式高分子流体含浸装置103邻近气体电浆喷射装置102设置。第三工作平台1031上至少设置了第四立柱1031a和1031b，用以支撑高分子流体含浸单元1032。第二碳纤维单线传输单元1033具有一第五立柱1031c和一固设于第五立柱1031c上的第三滚筒40，用以将经过气体电浆喷射后的碳纤维单线201或碳纤维束202集合后，传输至高分子流体含浸单元1032。碳纤维预浸材集合单元1034具有一第六立柱1031d和一固设于第六立柱1031d上的第四滚筒50，第四滚筒50上套设一离型纸卷500，提供离型纸501，离型纸501上具有黏着剂，第四滚筒50用以将经过高分子流体预浸的碳纤维单线201或碳纤维束202收编在离型纸501上成卷。第四立柱1031a、1031b和第五立柱1031c和第六立柱1031d的高度，依据实际需求设计，本实用新型不在此设限。
一实施例中，高分子流体含浸单元1032具有一内盛有高分子流体1032a的高分子流体含浸槽1032b，高分子流体含浸槽1032b固设于第四立柱1031a和1031b上，用以接收来自第二碳纤维单线传输单元1033的经过气体电浆喷射的碳纤维单线201或碳纤维束202，让碳纤维单线201或碳纤维束202含浸于高分子流体1032a中。这里的高分子流体1032a可以依实际需要采用热固性树脂或热塑性树脂，本实用新型不在此设限。高分子流体含浸槽1032b形成有可盛装高分子流体1032a的凹处，高分子流体含浸槽1032b的形状例如是矩形或圆形，本实用新型不在此限制。高分子流体含浸槽1032b侧壁上凸设有多数个滚动杆1032c，用以供碳纤维束202含浸于高分子流体含浸槽1032b时抵靠。滚动杆1032c的形状例如是圆柱形。一实施例中，为了确保第四滚筒50对于经过高分子流体含浸的碳纤维单线201或碳纤维束202的收编是平顺无阻的，远离第四滚筒50的滚动杆1032c的彼此间距可以大于邻近第四滚筒50的滚动杆1032c的彼此间距。具体而言，当经过气体电浆喷射的碳纤维单线201或碳纤维束202含浸于高分子流体1032a中时，这些滚动杆1032c将支撑着碳纤维单线201或碳纤维束202，让经过高分子流体1032a含浸的碳纤维束202依循着一定的轨迹前进而最后被第四滚筒50收编。
如图1所示的实施例中，位于第二滚筒30和第三滚筒40之间的碳纤维单线201或碳纤维束202的长度方向和气体电浆于喷嘴1022的喷射方向实质垂直，亦即具有90度±5度的夹角。喷嘴1022和途经喷嘴1022附近或上方的碳纤维束202之间的最短距离D可选为1公分至2公分，优选为1.5公分。
请参见图2，在图1实施例的一变化例中，碳纤维预浸材的制作设备10a包括一碳纤维线材卷绕装置101a、一气体电浆喷射装置102和一湿式高分子流体含浸装置103。第一工作平台1011上仅设置了一个第一立柱1011a和一个远离第一立柱1011a的第二立柱1011d。碳纤维单线抽出单元1012a仅具有一个第一滚筒20，设置于第一立柱1011a上。第一碳纤维单线传输单元1013具有一个设置于第二立柱1011d上的第二滚筒30。第一滚筒20用以套接一碳纤维线材卷200，利用第一滚筒20和第二滚筒30的转动，可将碳纤维线材卷200上的单根碳纤维单线201均匀拉伸出，并由第二滚筒30将单根碳纤维单线201接收后传输至气体电浆喷射装置102。本实施例中，由于仅有单根碳纤维单线201需要传输，故不需要碳纤维单线分离单元1014的设置。
请继续参照图2，相同于图1的实施例，气体电浆喷射装置102固定装设于一第二工作平台1021上，具有一喷嘴1022和一电浆产生单元1023，喷嘴1022连接至电浆产生单元1023。第二工作平台1021的设置位置远离碳纤维单线抽出单元1012，但邻近第一碳纤维单线传输单元1013，使得经由第二滚筒30传输的碳纤单线201可以进一步地经过喷嘴1022的上方后到达湿式高分子流体含浸装置103的第二碳纤维单线传输单元1033。喷嘴1022用以对经第二滚筒30传输的碳纤维单线201喷射一气体电浆，藉以活化碳纤单线201的表面，进而提高碳纤维单线201的表面黏着性。电浆产生单元1023制造并输出气体电浆至喷嘴1022。
请继续参照图2，相同于图1的实施例，湿式高分子流体含浸装置103固定装设于一第三工作平台1031上，具有一高分子流体含浸单元1032、一第二碳纤维单线传输单元1033和一碳纤维预浸材集合单元1034，高分子流体含浸单元1032设置于第二碳纤维单线传输单元1033和碳纤维预浸材集合单元1034之间。第三工作平台1031邻近第二工作平台1021设置，亦即湿式高分子流体含浸装置103邻近气体电浆喷射装置102设置。本实施例中，除了只有针对一碳纤维单线201进行含浸外，其余配置均相同于图1的实施例，相关细节不在此赘述。
如图2所示的实施例中，位于第二滚筒30和第三滚筒40之间的碳纤维单线201的长度方向和气体电浆于喷嘴1022的喷射方向实质垂直，亦即具有90度±5度的夹角。喷嘴1022和途经喷嘴1022附近或上方的碳纤维单线201之间的最短距离D可选为1公分至2公分，较佳为1.5公分。
除了图1和图2所示的实施例外，本实用新型亦可采用如图3所示的实施例。如图3所示，另一实施例中，碳纤维预浸材的制作设备10b同样包括一碳纤维线材卷绕装置101和一气体电浆喷射装置102，但不同于图1和图2所示实施例的是，以干式高分子流体含浸装置104取代湿式高分子流体含浸装置103。碳纤维线材卷绕装置101和一气体电浆喷射装置102均已于前面描述，以下不再赘述，仅针对干式高分子流体含浸装置104进行说明。
请继续参照图3，一实施例中，第二工作平台1021的设置位置远离碳纤维单线抽出单元1012，但邻近第一碳纤维单线传输单元1013，使得经由第二滚筒30传输的碳纤维单线201或碳纤维束202可以进一步地经过喷嘴1022的上方后到达干式高分子流体含浸装置104的第二碳纤维单线传输单元1043(说明于后)。由于碳纤维束202的宽度的调整可利用调整第一滚筒20的个数来达成，因此，可依所需碳纤维单线201的多寡形成不同宽度的碳纤维束202。一实施例中，碳纤维束202的宽度为1公尺。
请继续参照图3，干式高分子流体含浸装置104固定装设于一第四工作平台1041上，具有一高分子流体含浸单元1042、一第二碳纤维单线传输单元1043和一碳纤维预浸材集合单元1044，高分子流体含浸单元1042设置于第二碳纤维单线传输单元1043和碳纤维预浸材集合单元1044之间。第四工作平台1041邻近第二工作平台1021设置，亦即干式高分子流体含浸装置104邻近气体电浆喷射装置102设置。第四工作平台1041上至少设置了第七立柱1041a和1041b，用以支撑高分子流体含浸单元1042。第二碳纤维单线传输单元1043具有一第八立柱1041c和一固设于第八立柱1041c上的第三滚筒40，用以将经过气体电浆喷射后的碳纤维束202集合后，传输至高分子流体含浸单元1042。碳纤维预浸材集合单元1044具有一第九立柱1041d和一固设于第九立柱1041d上的第五滚筒60，用以将经过高分子流体预浸的碳纤维束202收编成卷。
如图3所示，一实施例中，高分子流体含浸单元1042具有一第一离型纸释放滚筒10421、一高分子涂布器10422、一支撑滚筒10423、一第一热压滚筒10424、一第二离型纸释放滚筒10425、一第二热压滚筒10426和一离型纸回收滚筒10427。第一热压滚筒10424和第二热压滚筒10426两者紧邻设置且皆为加热的滚筒，用以对经过气体电浆喷射后的碳纤维束202、一涂布有高分子流体10422a的第一离型纸301和一第二离型纸401进行热压。
第一离型纸释放滚筒10421和支撑滚筒10423之间、支撑滚筒10423和第一热压滚筒10424之间、第一热压滚筒10424和离型纸回收滚筒10427之间均间隔一定距离，第一离型纸释放滚筒10421的中心位置高于支撑滚筒10423的中心位置，支撑滚筒10423的中心位置高于第一热压滚筒10424的中心位置。第一离型纸释放滚筒10421用以套接一离型纸卷300，使得离型纸卷300上的离型纸301自抽出后依序经过且接触支撑滚筒10423和第一热压滚筒10424，最后被离型纸回收滚筒10427卷收。高分子涂布器10422用以接触介于支撑滚筒10423和第一离型纸释放滚筒10421之间的离型纸301，使得高分子涂布器10422可以释放高分子流体10422a至离型纸301上，让介于支撑滚筒10423和第一热压滚筒10424之间的离型纸301上涂布有高分子流体10422a。另一方面，第二离型纸释放滚筒10425和第二热压滚筒10426之间、第二热压滚筒10426和碳纤维预浸材集合单元1044的第五滚筒60之间均间隔一定距离，第一热压滚筒10424的中心位置高于第二热压滚筒10426的中心位置。第二离型纸释放滚筒10425用以套接一离型纸卷400，使得离型纸卷400上的离型纸401自抽出后直接经过且接触第二热压滚筒10426，最后被第五滚筒60卷收。
经过气体电浆喷射后的碳纤维束202被第二碳纤维单线传输单元1043的滚筒40接收后直接被传输至第一热压滚筒10424和第二热压滚筒10426之间，同时，离型纸401和涂布有高分子流体10422a的离型纸301也被送往第一热压滚筒10424和第二热压滚筒10426之间。通过第一热压滚筒10424和第二热压滚筒10426同时对于经过气体电浆喷射后的碳纤维束202、离型纸401和涂布有高分子流体10422a的离型纸301的热压，高分子流体10422a因热脱离离型纸301而含浸在碳纤维束202上，而含浸有高分子流体10422a的碳纤维束202被压合在离型纸401上，最后被第五滚筒60所卷收。此外，通过第一热压滚筒10424和第二热压滚筒10426的离型纸301被离型纸回收滚筒10427卷收。又，当离型纸301涂布有高分子流体10422a中时，是通过支撑滚筒10423支撑着碳纤维束202，让离型纸301依循着一定的轨迹前进而最后被离型纸回收滚筒10427收编。
如图3所示的实施例中，位于第二滚筒30和第三滚筒40之间的碳纤维束202的长度方向和气体电浆于喷嘴1022的喷射方向实质垂直，亦即具有90度±5度的夹角。喷嘴1022和途经喷嘴1022附近或上方的碳纤维束202之间的最短距离D可选为1公分至2公分，优选为1.5公分。此外，喷嘴1022的个数可以大于一，例如是二个，一个由下往上喷射，另一个由上往下喷射，使得碳纤维束202的上表面和下表面均受到气体电浆的喷射。本实用新型不对喷嘴1022的个数和其配置方式设限。
综上所述，依照本实用新型实施例的碳纤维预浸材的制作设备，利用气体电浆喷射装置对将来形成碳纤维预浸材的碳纤维线材施以一气体电浆喷射处理，藉以活化碳纤维的表面，提高碳纤维的表面黏着性。这样一来，当经过气体电浆喷射的碳纤维将来含浸于湿式制程或干式制程的高分子流体时，含浸均匀度可以被提升而具有最佳的高分子含浸效果，使得后来固化成型的碳纤维预浸材中不再具有孔洞或者仅有极少数孔洞，进而相对地提升了碳纤维预浸材的整体强度。依据实验数据显示，依此方式获得的固化成型的碳纤维预浸材的孔洞率小于1％。
虽然本实用新型实施例已揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何所属技术领域中的技术人士，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的更动和润饰，故本实用新型的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种碳纤维预浸材制作设备(10、10a、10b)，其特征在于，包括：
一碳纤维线材卷绕装置(101、101a)，具一碳纤维单线抽出单元(1012、1012a)和远离所述碳纤维单线抽出单元(1012、1012a)设置的一第一碳纤维单线传输单元(1013)，所述碳纤维单线抽出单元(1012、1012a)具有至少一第一滚筒(20)，各个所述第一滚筒(20)上套接一碳纤维线材卷(200)，所述第一碳纤维单线传输单元(1013)具有一第二滚筒(30)，所述碳纤维线材卷(200)拉伸出的一碳纤维单线(201)由所述第二滚筒(30)接收后传输；
一气体电浆喷射装置(102)，邻近所述第一碳纤维单线传输单元(1013)设置，具有一喷嘴(1022)和一和所述喷嘴(1022)连接的电浆产生单元(1023)，所述电浆产生单元制造并输出气体电浆至所述喷嘴(1022)，所述喷嘴(1022)用以对由所述第二滚筒(30)接收的所述碳纤维单线(201)喷射一气体电浆；和
一高分子流体含浸装置(103、104)，邻近所述气体电浆喷射装置(102)设置，具有一高分子流体含浸单元(1032、1042)、一第二碳纤维单线传输单元(1033、1043)和一碳纤维预浸材集合单元(1034、1044)，所述高分子流体含浸单元(1032、1042)设置于所述第二碳纤维单线传输单元(1033、1043)和所述碳纤维预浸材集合单元(1034、1044)之间，所述第二碳纤维单线传输单元(1033、1043)具有一第三滚筒(40)，用以将经过所述气体电浆喷射后的所述碳纤维单线(201)传输至所述高分子流体含浸单元(1032、1042)，所述高分子流体含浸单元(1032、1042)用以接收来自所述第三滚筒(40)且经过所述气体电浆喷射的所述碳纤维单线(201)，被所述碳纤维单线(201)含浸于一高分子流体(1032a、10422a)中，所述碳纤维预浸材集合单元(1034、1044)用以将贴附有经过所述高分子流体(1032a、10422a)含浸的所述碳纤维单线(201)的一离型纸(501、401) 收编成卷；
其中，途经所述喷嘴(1022)附近的所述碳纤维单线(201)的长度方向和所述气体电浆于所述喷嘴(1022)的喷射方向实质垂直，且所述喷嘴(1022)距离所述碳纤维单线(201)的最短距离为1公分至2公分，且经固化成型的所述碳纤维预浸材的孔洞率小于1％。
2.根据权利要求1所述的碳纤维预浸材制作设备(10、10a、10b)，其特征在于，所述喷嘴(1022)距离所述碳纤维单线(201)的最短距离为1.5公分。
3.根据权利要求1所述的碳纤维预浸材制作设备(10、10a、10b)，其特征在于，所述气体电浆为空气电浆、氧气电浆、氢气电浆、氩气电浆、氦气电浆和氮气电浆其中之一。
4.根据权利要求1所述的碳纤维预浸材制作设备(10、10a、10b)，其特征在于，所述高分子流体含浸单元(1032、1042)具有一内盛有所述高分子流体(1032a、10422a)的高分子流体含浸槽(1032b)，所述高分子流体含浸槽(1032b)的槽体侧壁上凸设有复数个滚动杆(1032c)，用以供所述碳纤维单线(201)含浸于所述高分子流体含浸槽(1032b)时抵靠。
5.根据权利要求4所述的碳纤维预浸材制作设备(10、10a、10b)，其特征在于，所述碳纤维预浸材集合单元(1034、1044)具有一第四滚筒(50)，所述第四滚筒(50)套设一提供所述离型纸(501)的离型纸卷(500)，所述离型纸(501)上具有黏着剂，所述第四滚筒(50)用以将经过所述高分子流体(1032a、10422a)预浸的所述碳纤维单线(201)收编在所述离型纸(501)上成卷。
6.根据权利要求5所述的碳纤维预浸材制作设备(10、10a)，其特征在于，远离所述第四滚筒(50)的所述滚动杆(1032c)的彼此间距大于邻近所述第四滚筒(50)的所述滚动杆(1032c)的彼此间距。
7.根据权利要求1所述的碳纤维预浸材制作设备(10、10a、10b)，其特征在于，所述碳纤维单线抽出单元(1012、1012a)具有两个以上彼此间隔一定距离的所述第一滚筒(20)，所有所述第一滚筒(20)的所述碳纤维线材卷(200)拉伸出的所述碳纤维单线(201)由所述第二滚筒(30)接收后形成一碳纤维束(202)。
8.根据权利要求7所述的碳纤维预浸材制作设备(10 、10a、 10b)，其特征在于，所述高分子流体含浸单元(1032、1042)具有紧邻设置的一第一热压滚筒(10424)和一第二热压滚筒(10426)，所述第一热压滚筒(10424)的中心位置高于所述第二热压滚筒(10426)的中心位置，用以对经过所述气体电浆喷射后的所述碳纤维束(202)、所述离型纸(501)和一涂布有所述高分子流体(1032a、10422a)的另一离型纸(301)进行热压。
9.根据权利要求8所述的碳纤维预浸材制作设备(10、10a、10b)，其特征在于，所述碳纤维预浸材集合单元（1034、1044)具有一第五滚筒(60)，用以将经过热压的所述碳纤维束(202)和所述离型纸(501)收编成卷。
10.根据权利要求8所述的碳纤维预浸材制作设备(10、10a、10b)，其特征在于，所述高分子流体含浸单元(1032、1042)还具有一第一离型纸释放滚筒(10421)、一高分子涂布器(10422)、一支撑滚筒(10423)、一第二离型纸释放滚筒(10425)和一离型纸回收滚筒(10427)，所述第一离型纸释放滚筒(10421)和所述支撑滚筒(10423)之间、所述支撑滚筒(10423)和所述第一热压滚筒(10424)之间、所述第一热压滚筒(10424)和所述离型纸回收滚筒(10427)之间均间隔一定距离，所述第一离型纸释放滚筒(10421)的中心位置高于所述支撑滚筒(10423)的中心位置，所述支撑滚筒(10423)的中心位置高于所述第一热压滚筒(10424)的中心位置，所述第一离型纸释放滚筒(10421)用以释放所述另一离型纸(301)，被所述另一离型纸(301)被释放后依序经过且接触所述支撑滚筒(10423)和所述第一热压滚筒(10424)，最后被所述离型纸回收滚筒(10427)卷收，且所述高分子涂布器(10422)用以接触介于所述支撑滚筒(10423)和所述第一离型纸释放滚筒(10421)之间的所述另一离型纸(301)，被所述高分子涂布器(10422)释放所述高分子流体(1032a、10422a)至所述另一离型纸(301)上。
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