一种热塑性连续纤维复合板材生产用成型设备的制作方法

本实用新型涉及一种热塑性连续纤维复合板材生产用成型设备。

背景技术：

连续纤维增强热塑性复合材料cfrtp(continuousfiberreinforcedthermoplasticcompositespanels)该系列产品运用独特的工艺，生产出的产品具有高强度、高模量、高抗冲、耐疲劳、热稳定性好、耐腐蚀、低翘曲及环保可回收等优越性能。

连续纤维增强热塑性复合材料具有优异的机械性能、较强的可加工性及稳定的化学性，如高的拉伸强度和弯曲强度、出色的高低温冲击性能；近年来在环保节能等政策理念的推动下，其开发与应用得到了巨大发展，相应的制造技术也不断的改进与提高。广泛应用于航空航天、集装箱、冷藏车、汽车轻量化的结构件。

现阶段热塑性纤维复合板材成型设备及复合工艺有2种：第1种：普通的压机成型，但无法实现连续生产，在加压状态下无法实现快速冷却。导致制品波动大，冷却时间长，生产效率低，能耗大。第2种：烘箱加辊压定型，只能生产薄的热塑性纤维复合板材，板材厚度、强度达不到高的要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的，就是为了解决上述问题而提供了一种热塑性连续纤维复合板材生产用成型设备，不仅结合了自动放卷、自动铺层、快速复合成型、横纵切割等一体式解决方案，而且很好的解决了生产过程中的效率不高、能耗低的问题，还提高了复合板材的强度、厚度均匀性等问题，同时可以根据复合板材的种类进行生产，选用合适的模块化设备，实现一机多用。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型的一种热塑性连续纤维复合板材生产用成型设备包括：

一铺层平台，其顶部设有若干层平行的进料通道，每一层所述进料通道的入口设有一导辊；

一组放卷机组，其包括若干用于向所述进料通道的入口输送材料的放卷机；以及

在铺层平台输出的材料的行进路线上依次设置的：

一复合机组；

至少一板材牵引机；

至少一切割机；以及

一成品收集机构。

上述的热塑性连续纤维复合板材生产用成型设备中切割机为横向切割机和/或纵向切割机。

上述的热塑性连续纤维复合板材生产用成型设备中成品收集机构为薄片收卷机组或成品堆放机构。

上述的热塑性连续纤维复合板材生产用成型设备中从放卷机放卷的材料的行进路线与进料通道形成的角度为0°、90°、+45°或-45°。

上述的热塑性连续纤维复合板材生产用成型设备中复合机组包括：

在一对主动辊和一对被动辊之间形成的材料输送通道；

位于材料输送通道同一侧的主动辊和被动辊通过一复合带联动；

每一个复合带的转动路线上设有若干复合带导向辊；

设于材料输送通道上的一加热机构和一冷却机构。

上述的热塑性连续纤维复合板材生产用成型设备中加热机构包括若干位于材料输送通道的两侧的加热区，且加热区由若干加热模块构成，冷却机构包括若干位于材料输送通道的两侧的冷却区，冷却区由若干冷却模块构成，每一个加热模块和冷却模块都包括若干航空铝方通和一设有若干弹性件以使若干航空铝方通与复合带贴合的连接件。

上述的热塑性连续纤维复合板材生产用成型设备中加热区还包括电加热结构或通入导热油的加热结构；冷却区还包括通入冷却软水循环的冷却结构。

上述的热塑性连续纤维复合板材生产用成型设备中还包括位于加热机构和冷却机构之间的五辊压紧机构。

上述的热塑性连续纤维复合板材生产用成型设备中五辊压紧机构包括两组对压的第一辊和安装于两组第一辊之间的一第二辊，每一组对压的第一辊中至少一个和第二辊分别与一电动缸连接；两组对压第一辊之间的材料输送通道在第二辊处形成一段曲折状。

上述的热塑性连续纤维复合板材生产用成型设备中第二辊的直径大于第一辊的直径。

本实用新型不仅结合了自动放卷、自动铺层、快速复合成型、横纵切割等一体式解决方案，而且很好的解决了生产过程中的效率不高、能耗低的问题，还提高了复合板材的强度、厚度均匀性等问题，同时可以根据复合板材的种类进行生产，选用合适的模块化设备，实现一机多用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的复合机组的剖视图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型作进一步说明。

请参阅图1和图2，图中示出了本实用新型热塑性连续纤维复合板材生产用成型设备，其包括：

一铺层平台1，其顶部设有三层平行于该铺层平台1的顶面的进料通道，每一层进料通道的入口处各设有一导辊11；

三个成一组的放卷机组2，其包括分别放置卷材的一第一放卷机21、一第二放卷机22和一第三放卷机23，其中第二放卷机22和第三放卷机23放卷的材料与进料通道之间夹角为45°，第一放卷机21放卷的材料与进料通道之间夹角为－45°；以及

从铺层平台1输出的材料的行进路线上依次设置有：一复合机组3、一板材牵引机4、一横向切割机5、一薄片收卷机组6、一纵向切割机7和一成品堆放机构8。

其中，复合机组3包括：

一对主动辊31和一对被动辊32共同形成的材料输送通道的；

两个分别套装于材料输送通道同一侧的主动辊31和被动辊32上的复合带33，复合带33材质为特氟龙带或钢带；

每一个复合带33的路线上设有三个复合带导向辊34；

设于材料输送通道上的加热机构35和冷却机构36，以及位于该加热机构35和冷却机构36之间的五辊压紧机构37。

通过电机带动主动辊31，被动辊32被动转动，带动复合带33同步运行。卷材铺层后进入主动辊31带动、进入加热机构35加热，加热温度到180-200度。然后进入五辊压紧机构37中定型后进入冷却机构36中定型冷却，然后通过板材牵引机4牵引后进行切割。

加热机构35和冷却机构36是由航空铝方通组成，设计成四根组成一个模块，配合压缩弹簧，根据热塑性纤维复合板材的厚度自由调节；实现面与面的接触。加热区机构35共设四个加热区，每一区温度可以精确控制，加热方式可以是电加热或导热油加热。冷却机构36共设四个冷却区，每一区温度可以精确控制，冷却方式是通冷却软水循环降温保证板材的表面平整、光亮。加热区由若干加热模块构成，冷却区由若干冷却模块构成，每一个加热模块和冷却模块都包括四个航空铝方通和一设有多个弹弹簧以使四个航空铝方通与复合带33贴合的连接件。

m型的五辊压紧机构37是由两组对压式第一辊37a、一个第二辊37b组成，第二辊37b大于第一辊37a，其中，每一组对压的第一辊37a中一个和第二辊37b分别与一电动缸连接；两组对压第一辊37a之间的材料输送通道在第二辊37b处形成一段曲折状。两组对压式第一辊37a分别对应的是加热区的加热定型和冷却区的冷却定型，当复合板材进入到加热区、冷却区对压式第一辊37a时，第一辊37a的电动缸开始对第一辊37a施压，产生一定的压力，保证复合板材的厚度均匀性，实现点与点的接触。第二辊37b的作用是在两组对压式第一辊37a中间形成一个压力，保证物料树脂在加热、冷却的迅间实现复合板材的厚密实度、形成一个板的钢性。

本实用新型可以实现连续生产复合板材的连续、复合板材的平整度、表面的光泽度。解决了复合板材的表面漏纱、干纱、厚度误差大等问题。

本实用新型可试用的热塑性纤维复合板材可以为薄片复合板材(厚度：0.6-2mm)、三明治结构的蜂窝板材(上下表面贴面，中间蜂窝芯)、重质复合板材(厚度：2-6mm)。

热塑性纤维复合板材的树脂选择为聚丙烯pp、聚乙烯pe或聚酰胺pa；热塑性纤维复合板材的片材为纤维单向带(玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维)、编织布(玻璃纤维、碳纤维)或gmt复合毡。

根据复合材料的特性，放卷机组2的安装位置可以互换，可根据卷材情况灵活组合，可选择的角度：0度、90度、+45度、-45度。

本实用新型为模块化设备组合，对于不同应用场景可选择不同设备组合情况：

如生产薄片复合板材时选用：两个一组的放卷机组2、铺层平台1(中间铺90度片材)、复合机组3、牵引机4、纵向切割机7、薄片收卷机组6。

如生产三明治结构的蜂窝板材时选用：两个一组放卷机组2、铺层平台1(中间铺蜂窝芯)、复合机组3、牵引机4、纵向切割机7、横向切割机5、成品堆放机构8。

如生产重质复合板材时选用：两个一组放卷机组2、铺层平台1(中间铺90度片材)、复合机组3、牵引机4、纵向切割机7、薄片收卷机组6。

以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求所限定。

技术特征：

1.一种热塑性连续纤维复合板材生产用成型设备，其特征在于，其包括：

一铺层平台，其顶部设有若干层平行的进料通道，每一层所述进料通道的入口设有一导辊；

一组放卷机组，其包括若干用于向所述进料通道的入口输送材料的放卷机；以及

在所述铺层平台输出的材料的行进路线上依次设置的：

一复合机组；

至少一板材牵引机；

至少一切割机；以及

一成品收集机构。

2.如权利要求1所述的热塑性连续纤维复合板材生产用成型设备，其特征在于，所述切割机为横向切割机和/或纵向切割机。

3.如权利要求1所述的热塑性连续纤维复合板材生产用成型设备，其特征在于，所述成品收集机构为薄片收卷机组或成品堆放机构。

4.如权利要求1所述的热塑性连续纤维复合板材生产用成型设备，其特征在于，从所述放卷机放卷的材料的行进路线与所述进料通道形成的角度为0°、90°、+45°或-45°。

5.如权利要求1所述的热塑性连续纤维复合板材生产用成型设备，其特征在于，所述复合机组包括：

在一对主动辊和一对被动辊之间形成的材料输送通道；

位于所述材料输送通道同一侧的所述主动辊和被动辊通过一复合带联动；

每一个所述复合带的转动路线上设有若干复合带导向辊；

设于所述材料输送通道上的一加热机构和一冷却机构。

6.如权利要求5所述的热塑性连续纤维复合板材生产用成型设备，其特征在于，所述加热机构包括若干位于所述材料输送通道的两侧的加热区，且所述加热区由若干加热模块构成，所述冷却机构包括若干位于所述材料输送通道的两侧的冷却区，所述冷却区由若干冷却模块构成，每一个所述加热模块和冷却模块都包括若干航空铝方通和一设有若干弹性件以使若干所述航空铝方通与所述复合带贴合的连接件。

7.如权利要求5所述的热塑性连续纤维复合板材生产用成型设备，其特征在于，所述加热区还包括电加热结构或通入导热油的加热结构；所述冷却区还包括通入冷却软水循环的冷却结构。

8.如权利要求5所述的热塑性连续纤维复合板材生产用成型设备，其特征在于，还包括位于所述加热机构和所述冷却机构之间的五辊压紧机构。

9.如权利要求8所述的热塑性连续纤维复合板材生产用成型设备，其特征在于，所述五辊压紧机构包括两组对压的第一辊和安装于两组所述第一辊之间的一第二辊，每一组对压的所述第一辊中至少一个和所述第二辊分别与一电动缸连接；两组对压所述第一辊之间的材料输送通道在所述第二辊处形成一段曲折状。

10.如权利要求9所述的热塑性连续纤维复合板材生产用成型设备，其特征在于，所述第二辊的直径大于所述第一辊的直径。

技术总结

本实用新型公开了一种热塑性连续纤维复合板材生产用成型设备，其包括：一铺层平台，其顶部设有若干层平行的进料通道，每一层所述进料通道的入口设有一导辊；一组放卷机组，其包括若干用于向所述进料通道的入口输送材料的放卷机；以及在铺层平台输出的材料的行进路线上依次设置的：一复合机组；至少一板材牵引机；至少一切割机；以及一成品收集机构。本实用新型不仅结合了自动放卷、自动铺层、快速复合成型、横纵切割等一体式解决方案，而且很好的解决了生产过程中的效率不高、能耗低的问题，还提高了复合板材的强度、厚度均匀性等问题，同时可以根据复合板材的种类进行生产，选用合适的模块化设备，实现一机多用。

技术研发人员：林永宏;金崇剑

受保护的技术使用者：国塑机械(上海)有限公司

技术研发日：.06.10

技术公布日：.02.21