一种残膜回收机防缠绕挑膜装置的制 一种秧草收获机用电力驱动行走机构

纤维缠绕装置、成形体的制造系统及成形体的制造方法与流程

2021-10-12 14:40:00 来源:中国专利 TAG:成形 体制 缠绕 装置 纤维


1.本发明涉及纤维缠绕装置、成形体的制造系统及成形体的制造方法。


背景技术:

2.由纤维增强树脂材料形成的成形体因为轻量并且强度优良,所以在各种各样的领域中广泛利用。这样的成形体通常通过如下制造:使多根增强纤维含浸基体树脂的被称为所谓的预浸料(prepreg)的片状基材层积,通过加压及加热使树脂热固化而赋形。作为预浸料,已知片状预浸料和/或更细宽度的丝束预浸料(tow

prepreg)。
3.专利文献1中记载了涉及纤维缠绕装置的发明:该纤维缠绕装置用于用纤维增强树脂材料制造搭载于燃料电池车辆的高压氢气罐。在专利文献1记载的纤维缠绕装置中,卷绕于卷线筒的纤维束(丝束预浸料)沿着多个输送辊(输送辊及电动机驱动辊)的周面被输送,以由多个送料辊(也称为feed eye:送料口)适度地增大宽度的状态卷绕于旋转的罐。在专利文献1记载为:在多个输送辊的下游侧配置有自由辊,输送辊的转速基于自由辊的转速而被控制。由此,可抑制输送辊上的纤维束的磨耗,能够制造稳定品质的罐。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1:日本特开2019

55831号公报
7.发明要解决的课题
8.但是,即使在丝束预浸料中含浸有均匀的纤维宽度且均质的纤维增强树脂,但是由于在纤维缠绕装置的输送中该纤维宽度发生变动等,有时丝束预浸料的厚度产生偏差。当丝束预浸料的厚度产生偏差时,所成形的成形体的表面容易产生凹凸。其结果是,成形体的周向和/或轴方向上的强度容易变得不均匀,成形体的品质不易稳定。因此,为了使成形体的品质稳定,不得不使丝束预浸料的卷绕量增多,从而成形体增厚,重量变大。这例如从提高车辆的燃料消耗率的观点出发,违背使搭载于车辆的各种部件轻量化的时代潮流。另外,部件的轻量化是在不仅适用于车辆等的输送领域而且适用于其他的各种各样的领域的成形体中也被要求的地方。


技术实现要素:

9.本发明的目的在于提供能够将品质稳定的薄的成形体成形的纤维缠绕装置、成形体的制造系统及成形体的制造方法。
10.为了达成上述目的,本发明是一种纤维缠绕装置,具备:输送部,在所述输送部配置有多个输送辊,沿着该输送辊的周面输送丝束预浸料;和卷绕部,其将所述输送部输送的所述丝束预浸料卷绕到芯材的周围,在所述卷绕部,所述芯材以规定转速旋转,在所述输送部,以随着从上游侧向下游侧阶段性变大的方式控制从所述输送辊各自输送的所述丝束预浸料的张力。
11.一般来说,当要对丝束预浸料施加较大张力进行输送时,在卷绕有卷丝束预浸料
的卷线筒中,当将丝束预浸料放卷时,在层积方向重叠的丝束预浸料容易变为构成丝束预浸料的增强纤维彼此嵌入的状态。由此,丝束预浸料的放卷不可顺利地进行,纤维宽度容易变动。另外,当对丝束预浸料施加较大张力进行输送时,在输送辊的周面上丝束预浸料容易滑动,变为仅有输送辊旋转的状态。由此,丝束预浸料的放卷也不可顺利地进行,纤维宽度容易变动。
12.根据上述的构成,在输送部,针对多个输送辊以随着从上游侧向下游侧阶段性变大的方式控制从输送辊输送的丝束预浸料的张力。因此,在上游侧的卷线筒中,能够将丝束预浸料放卷时的张力抑制得小,另一方面,在下游侧的输送辊中,能够对丝束预浸料施加较大张力。
13.由此,在丝束预浸料放卷时不易发生增强纤维彼此的嵌入,输送中的丝束预浸料在各输送辊的周面上不易滑动。其结果是,丝束预浸料的放卷变得顺利,丝束预浸料在多个输送辊间以纤维宽度稳定的状态输送。另外,因为在下游侧的输送辊施加较大张力,所以沿着输送辊的周面输送时,丝束预浸料中的树脂渗出,丝束预浸料的厚度变薄,纤维体积含有率(fiber volume ratio(纤维体积比)或者fiber volume fraction(纤维体积含量))vf上升。这样,丝束预浸料在多个输送辊间以纤维宽度稳定的状态输送,并且变为较高纤维体积含有率vf。因此,能够将虽然薄但稳定品质的成形体成形。另外,能够将虽然薄但是强度优良的成形体成形。
14.在上述的构成中,优选的是,在所述输送部控制多个所述输送辊的转矩。
15.根据上述的构成,因为用转矩来控制输送辊的旋转,所以即使多个输送辊的直径不同,也可容易进行施加于丝束预浸料的张力的调整,从而可容易进行丝束预浸料的输送速度的调整。
16.在上述的构成中,优选的是,在所述输送部,多个所述输送辊以所述丝束预浸料相对于该输送辊的周面的接触长度大致相同的方式配置。
17.根据上述的构成,能够将多个输送辊的转矩的升高幅度设为相同。因此,能够由一个控制部管理多个输送辊的转矩。能够将控制简化,从而能够将装置构成简化。另外,此处的大致相同不仅包括丝束预浸料相对于多个输送辊的周面的接触长度完全相同的情况,也包括例如为
±
20%程度的误差范围的情况。
18.在上述的构成中,优选的是,具备检测部,所述检测部对从最下游侧的所述输送辊输送的所述丝束预浸料的张力进行检测,在所述输送部,基于所述张力的检测值,控制对多个所述输送辊的最下游侧的所述丝束预浸料施加的张力,并且以随着从上游侧向下游侧阶段性变大的方式控制从所述输送辊各自输送的所述丝束预浸料的张力。
19.根据上述的构成,基于对卷绕到芯材的跟前的丝束预浸料施加的张力,控制由输送辊输送中的丝束预浸料的张力,因此容易将施加于丝束预浸料的张力管理为目标值。由于能够将施加于丝束预浸料的张力管理为目标值,从而容易将丝束预浸料的纤维体积含有率vf(%)管理为目标值。
20.本发明的其他方式的纤维缠绕装置具备:输送部,在所述输送部配置有多个输送辊,沿着该输送辊的周面输送丝束预浸料;卷绕部,其将所述输送部输送的所述丝束预浸料卷绕到芯材的周围;以及检测部,其检测多个所述输送辊的最下游侧的所述丝束预浸料的纤维宽度及厚度的至少一方的值。在所述卷绕部,所述芯材以规定转速旋转。在所述输送
部,基于所述检测值,控制对多个所述输送辊的最下游侧的所述丝束预浸料施加的张力,并且以随着从上游侧向下游侧阶段性变大的方式控制从所述输送辊各自输送的所述丝束预浸料的张力。
21.本发明的其他方式提供一种制造系统,其利用纤维缠绕法制造纤维增强树脂制的成形体。制造系统所述制造系统具备:输送部,在所述输送部配置有多个输送辊,沿着该输送辊的周面输送丝束预浸料;卷绕部,其将所述输送部输送的所述丝束预浸料卷绕到芯材的周围;检测部,其检测多个所述输送辊的最下游侧的所述丝束预浸料的纤维宽度;以及控制部,其控制从所述输送辊各自输送的所述丝束预浸料的张力。所述控制部基于通过所述检测部而得的所述纤维宽度的检测值,控制对多个所述输送辊的最下游侧的所述丝束预浸料施加的张力,并且以随着从上游侧向下游侧阶段性变大的方式控制从所述输送辊各自输送的所述丝束预浸料的张力。
22.本发明的另一方式提供一种采用纤维缠绕法的纤维增强树脂制的成形体的制造方法。成形体的制造方法具备:输送工序,沿着多个输送辊的周面输送丝束预浸料;卷绕工序,将输送的所述丝束预浸料卷绕到芯材的周围而形成中间体;以及成形工序,使所述中间体热固化而将成形体成形。所述卷绕工序包括:使所述芯材以规定转速旋转。所述输送工序包括:以随着从上游侧向下游侧阶段性变大的方式控制从所述输送辊输送的所述丝束预浸料的张力。
23.在上述的构成中,优选的是,所述输送工序包括:控制多个所述输送辊的转矩。
24.在上述的构成中,所述输送工序包括:基于多个所述输送辊的最下游侧的所述丝束预浸料的纤维宽度的检测值,控制对多个所述输送辊的最下游侧的所述丝束预浸料施加的张力;和以随着从上游侧向下游侧阶段性变大的方式控制从所述输送辊各自输送的所述丝束预浸料的张力。
25.发明效果
26.根据本发明,能够将品质稳定的薄的成形体成形。
附图说明
27.图1是本实施方式的纤维缠绕装置的示意图。
28.图2是对纤维缠绕装置中的输送辊的转矩控制进行说明的流程图。
29.图3是对丝束预浸料由输送辊输送的状态进行说明的图。
30.图4是对施加于丝束预浸料的张力和纤维体积含有率vf的关系进行示出的图。
31.图5是对输送辊的转矩控制的变更例进行说明的流程图。
具体实施方式
32.以下,基于图1对将本发明具体化的纤维缠绕装置(以下称为fw装置。)进行说明。
33.构成成形体的纤维增强树脂的材质不作特别限定,构成纤维增强树脂的树脂及增强纤维能够从以往公知的材质中适当选择。例如,作为构成纤维增强树脂的树脂,可举出环氧树脂、聚酯树脂、酚树脂等热固化性树脂。另外,作为构成纤维增强树脂的增强纤维,可举出碳纤维、玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维等。
34.如图1所示,本实施方式的fw装置1(成形体的制造系统)具备放卷部10、输送部20、
卷绕部30、控制部40、检测部50以及输入部60。
35.在放卷部10设置有卷线筒11,在卷线筒11卷绕有在增强纤维束含浸有树脂的丝束预浸料t。丝束预浸料t从卷线筒11放卷,向图1中箭头a所示的方向输送。也就是说,在图1中,左侧为fw装置1的上游侧,右侧为fw装置1的下游侧。
36.在输送部20从上游侧开始设置有张紧辊21、多个输送辊22以及送料辊(也称为feed eye(送料口))23。张紧辊21是对丝束预浸料t赋予规定张力而使丝束预浸料t从卷线筒11放卷的辊。多个输送辊22是用于使丝束预浸料t沿着该输送辊22的周面输送的辊。在本实施方式中设置有5个输送辊22。送料辊23是用于对丝束预浸料t施加适当的压力而以保持其纤维宽度的状态输送的辊。
37.5个输送辊22以在输送丝束预浸料t时丝束预浸料t相对于该输送辊22的周面的接触长度分别成为大致相同的位置关系配置。具体地,当将5个输送辊22分别从上游侧开始依次设为输送辊22a、22b、22c、22d、22e时,丝束预浸料t相对于输送辊22a的周面的接触长度与丝束预浸料t相对于输送辊22b的周面的接触长度大致相同。同样,丝束预浸料t相对于输送辊22c、22d、22e的周面的接触长度也大致相同。
38.在输送辊22设置有转矩驱动部24。转矩驱动部24由后面说明的控制部40控制。在本实施方式中构成为5个输送辊22能由1个转矩驱动部24驱动。
39.在卷绕部30设置有作为芯材的心轴31。心轴31是具有要制造的成形体的大小的圆筒状中空体或者圆柱状实心体,例如外径形成为90cm,长度形成为100cm。
40.控制部40具备输送辊控制部41、进给速度控制部42、张紧辊控制部43、送料辊控制部44以及转速控制部45。
41.输送辊控制部41与输送部20的转矩驱动部24连接。输送辊控制部41基于由后面说明的检测部50检测出的施加于丝束预浸料t的张力的检测值使转矩驱动部24驱动,从而控制输送辊22的转矩。
42.进给速度控制部42与放卷部10的卷线筒11连接,控制丝束预浸料t的放卷速度。张紧辊控制部43与输送部20的张紧辊21连接,调整张紧辊21的转矩乃至高度,从而控制施加于从卷线筒11放卷的丝束预浸料t的张力。送料辊控制部44与送料辊23连接,调整送料辊23的高度,从而控制丝束预浸料t被送料辊23的周面按压的压力。通过调整送料辊23的高度,从而从输送辊22输送的丝束预浸料t被送料辊23的周面按压,可保持丝束预浸料t的纤维宽度。转速控制部45与心轴31连接,控制心轴31的转速。
43.检测部50构成为设置于送料辊23的接触式张力检测传感器。张力检测传感器检测出在送料辊23的下游侧施加于丝束预浸料t的张力并将其作为检测值取得,将该检测值转换为电信号(张力检测信号st),每隔规定时间向控制部40的输送辊控制部41输出。
44.输入部60构成为:作为fw装置1的驱动时的初始设定,能够将卷线筒11的进给速度、张紧辊21的转矩乃至高度、送料辊23的高度、在送料辊23的下游侧施加于丝束预浸料t的张力的目标值、以及心轴31的转速等输入到控制部40。根据这些输入值,基于存储于控制部40的映射,从输送辊控制部41向输送部20的转矩驱动部24输出转矩信号sr,输送辊22的转矩被设定为初始值。
45.接着,说明fw装置1中的针对丝束预浸料t的张力控制。
46.在fw装置1中,基于由检测部50的张力检测传感器检测的施加于丝束预浸料t的张
力的检测值来控制多个输送辊22的转矩。通过控制多个输送辊22的转矩,施加于从多个输送辊22中最下游侧的输送辊22e输送的丝束预浸料t的张力被设定为规定值,并且从输送辊22各自输送的丝束预浸料t的张力被设定为随着从上游侧往下游侧阶段性变大。
47.在fw装置1中的丝束预浸料t输送之前,首先基于卷绕到卷线筒11的丝束预浸料t的纤维宽度、树脂含有率rc、纤维束中的增强纤维的根数、增强纤维的材质、所涂布的树脂的材质等,从输入部60进行fw装置1的初始设定。具体地讲,将卷线筒11的进给速度、张紧辊21的转矩乃至高度、送料辊23的高度、在送料辊23的下游侧施加于丝束预浸料t的张力的目标值、以及心轴31的转速等从输入部60输入。另外,将丝束预浸料t的纤维宽度从输入部60输入。从输入部60输入的各输入值送到控制部40。
48.关于卷线筒11的进给速度的输入值作为初始值从进给速度控制部42向卷线筒11输出。由此,卷线筒11以规定转速旋转,丝束预浸料t以规定的放卷速度放卷。关于张紧辊21的转矩乃至高度的输入值作为初始值从张紧辊控制部43向张紧辊21输出,对从卷线筒11放卷的丝束预浸料t赋予规定张力。关于送料辊23的高度的输入值作为初始值从送料辊控制部44向送料辊23输出,所输送的丝束预浸料t被送料辊23的周面按压而被赋予规定的压力。关于心轴31的转速的输入值作为初始值从转速控制部45向心轴31输出,从而心轴31以规定转速旋转。另外,从输入部60输入的、在送料辊23的下游侧施加于丝束预浸料t的张力的目标值作为施加于从送料辊23输送的丝束预浸料t的张力的初始值而由控制部40存储。
49.在控制部40,基于存储于控制部40的映射,设定输送辊22的转矩的转矩信号sr从输送辊控制部41向转矩驱动部24输出。通过此处的转矩信号sr,输送辊22的转矩被设定为初始值。
50.在fw装置1,针对5个输送辊22设置有1个转矩驱动部24,由1个转矩驱动部24驱动5个输送辊22。从输送辊控制部41输出的转矩信号sr以施加于从各输送辊22输送的丝束预浸料t的张力以相同的升高幅度阶段性地升高的方式使转矩驱动部24驱动。具体地讲,在针对从最下游侧的输送辊22e输送的丝束预浸料t的张力设定成为x(kgf)时,以对从最上游侧的输送辊22a输送的丝束预浸料t施加x/5(kgf)的张力,对从其下游的输送辊22b输送的丝束预浸料t施加2x/5(kgf)的张力,对从其下游的输送辊22c输送的丝束预浸料t施加3x/5(kgf)的张力的方式使转矩驱动部24驱动。在fw装置1中,5个输送辊22以丝束预浸料t相对于该输送辊22的输送丝束预浸料t时的周面的接触长度分别成为大致相同的方式的位置关系配置,因此能够由1个转矩驱动部24按所有的输送辊22的转矩以相同的升高幅度升高的方式进行控制。
51.如图2的流程图所示,检测部50的张力检测传感器构成为每隔规定时间对施加于丝束预浸料t的张力的值进行检测。在步骤s11中,张力的检测值转换为张力检测信号st并输入到控制部40的输送辊控制部41。
52.在步骤s12中,在输送辊控制部41中,判定张力的检测值相对于张力的目标值是否为规定以上的变动幅度。当判定为不是规定以上的变动幅度的情况下,不从输送辊控制部41向转矩驱动部24输出转矩信号sr。当判定为是规定以上的变动幅度的情况下进入步骤s13。
53.在步骤s13中,判定张力的检测值是否小于张力的目标值。在判定为张力的检测值小于张力的目标值的情况下,在输送辊控制部41中运算输送辊22的转矩的升高幅度的目标
值。并且,在步骤s14中,从输送辊控制部41向转矩驱动部24发送转矩信号sr,以输送辊22的转矩成为目标升高幅度的方式使转矩驱动部24驱动。
54.另一方面,在判定为张力的检测值大于张力的目标值的情况下,在输送辊控制部41中,运算输送辊22的转矩的下降幅度的目标值。并且,在步骤s15中,从输送辊控制部41向转矩驱动部24发送转矩信号sr,以输送辊22的转矩成为目标下降幅度的方式使转矩驱动部24驱动。
55.这样,在fw装置1中,每隔规定时间检测施加于丝束预浸料t的张力,基于该检测值控制输送辊22的转矩。由此,施加于从送料辊23输送的丝束预浸料t的张力以接近目标值的方式被控制,并且施加于从5个输送辊22输送的丝束预浸料t的张力以随着从上游侧向下游侧去以相同幅度阶段性变大的方式被控制。
56.接着,对使用fw装置1制造纤维增强树脂制的成形体的方法和其作用一起进行说明。
57.成形体的制造方法具有:开纤工序,使树脂含浸前的所谓的干燥状态的增强纤维的纤维束开纤;树脂涂布工序,使开纤的增强纤维含浸树脂而得到丝束预浸料t;纤维缠绕工序,通过用fw装置1输送丝束预浸料t并卷绕到心轴31而得到中间体;缠绕工序,在中间体的周面卷绕包装带;以及成形工序,将卷绕有包装带的中间体加热而得到成形体。开纤工序、树脂涂布工序、缠绕工序以及成形工序能够用以往公知的方法进行。
58.例如,作为开纤工序,可举出用辊来摩擦以一定张力行进的干燥状态的纤维束的方法、以使纤维束挠曲的状态作用空气流的方法等。通过经由开纤工序,可抑制纤维束的起伏,减少所谓的纤维不均,能够减薄其厚度。另外,纤维宽度遍及全长为固定,能够使树脂涂布工序中的树脂的涂布量稳定。
59.作为树脂涂布工序,可举出使开纤的纤维束一边沿着输送辊输送一边浸泡到树脂槽内的方法、使纤维束一边沿着被供给一定量树脂的润滑辊的周面一边输送的方法等。通过经由树脂涂布工序,能够针对开纤的纤维束涂布一定量树脂。经由树脂涂布工序的丝束预浸料t与规定的纤维宽度一致,树脂含有率rc(wt%)遍及丝束预浸料t的全长稳定。丝束预浸料t卷取到卷线筒11,向纤维缠绕工序供给。
60.在纤维缠绕工序中,使用fw装置1进行。首先,从输入部60进行fw装置1的初始设定。丝束预浸料t在从卷线筒11施加规定张力的状态下以规定的放卷速度放卷。另外,一边沿着输送辊22的周面,一边使张力阶段性升高张力地向送料辊23输送。在送料辊23中,以保持丝束预浸料t的纤维宽度的状态向心轴31输送并卷绕到心轴31。
61.在纤维缠绕工序中,基于由fw装置1中的检测部50检测的施加于丝束预浸料t的张力的检测值,进行如上述的控制。因此,在丝束预浸料t放卷时,不易发生增强纤维彼此的嵌入,输送中的丝束预浸料t在各输送辊22的周面上不易滑动。其结果是,丝束预浸料t在多个输送辊22之间以纤维宽度稳定的状态被输送。
62.另外,如图3所示,当使作用有张力的丝束预浸料t沿着输送辊22的周面输送时,丝束预浸料t被输送辊22的周面按压而将要变为扁平。在被输送辊22的周面按压的丝束预浸料t中,含浸的树脂r由于该压力而向宽度方向渗出,其结果是,丝束预浸料t的纤维体积含有率vf升高。通过使张力阶段性升高,从而对从最下游侧的输送辊22e输送的丝束预浸料t施加较大张力。施加越大的张力,丝束预浸料t中的树脂越容易渗出,其厚度越薄,纤维体积
含有率vf越上升。
63.图4中示出表示施加于丝束预浸料t的张力和纤维体积含有率vf的关系的坐标图。如图4所示,在张力到1.5kgf的范围内,有施加于丝束预浸料t的张力越升高则纤维体积含有率vf的值越升高的倾向。这样,在纤维缠绕工序中,通过一边阶段性施加张力一边输送丝束预浸料t,由此纤维宽度保持为固定,并且纤维体积含有率vf提高,丝束预浸料t的品质稳定。
64.缠绕工序通过在丝束预浸料t卷绕到心轴31而形成的中间体的周面缠绕公知的包装带而进行。通过经由缠绕工序,能够在中间体的周面施加适度压力,因此可抑制在树脂内产生空隙,可抑制之后的成形工序中的凹凸形状的产生。
65.在成形工序中,例如通过将中间体在成型模具内加热、或者在加热炉内加热,从而使树脂热固化。此时,通过包装带的热收缩,中间体以从其外周面被施加压力的状态进行树脂的热固化,因此可抑制树脂内的孔隙的产生,可抑制在表面产生凹凸形状。
66.接着,对上述实施方式的效果进行说明。
67.(1)在fw装置1的输送部20配置有多个输送辊22,在输送部20,以随着从上游侧向下游侧阶段性变大的方式控制从输送辊22输送的丝束预浸料t的张力。
68.因此,能够对从最下游侧输送的丝束预浸料t施加较大张力。丝束预浸料t的厚度变薄,纤维体积含有率vf提高。由此,能够将虽然薄但是强度优良的成形体成形。
69.(2)以随着从上游侧向下游侧阶段性变大的方式控制从输送辊22输送的丝束预浸料t的张力。
70.因此,可抑制对输送的丝束预浸料t急剧施加较大张力。在将丝束预浸料t从卷线筒11放卷时,可抑制变为构成丝束预浸料t的增强纤维彼此嵌入的状态,能够顺利进行丝束预浸料t的放卷。由此,可抑制纤维宽度的变动,可抑制在丝束预浸料t的全长上纤维宽度产生偏差。
71.(3)因为可抑制对输送的丝束预浸料t急剧施加较大张力,所以丝束预浸料t在输送辊22的周面上不易滑动。能够顺利进行丝束预浸料t的放卷,可抑制丝束预浸料t的纤维宽度的变动。成形体的品质稳定。
72.(4)在fw装置1的输送部20,通过控制输送辊22的转矩,从而调整对输送辊22输送的丝束预浸料t施加的张力。
73.因此,即使多个输送辊22的直径不同,也能够容易进行施加于丝束预浸料t的张力的调整,能够容易进行丝束预浸料t的输送速度的调整。
74.(5)在fw装置1的输送部20,多个输送辊22以丝束预浸料t相对于该输送辊22的周面的接触长度大致相同的方式配置。
75.因此,即使有多个输送辊22,也能够将它们的转矩的升高幅度设为相同。由此,能够由1个转矩驱动部24管理多个输送辊22的转矩。能够利用来自输送辊控制部41的1个转矩信号sr控制来自多个输送辊22的丝束预浸料t的张力。能够简化施加于丝束预浸料t的张力的控制,能够简化fw装置1的构成。
76.(6)在最下游侧的输送辊22e的下游且卷绕部30的心轴31的正前方设置有对施加于丝束预浸料t的张力进行检测的检测部50。并且,基于由检测部50检测的张力的检测值来控制输送部20中的丝束预浸料t的张力。
77.因此,能够使张力接近目标值,能够以良好地管理纤维体积含有率vf的状态将丝束预浸料t卷绕到心轴31。能够使成形体的品质良好。
78.(7)在输送部20,基于施加于丝束预浸料t的张力的检测值,控制对多个输送辊22的最下游侧的丝束预浸料t施加的张力,并且以随着从上游侧向下游侧阶段性变大的方式控制从输送辊22各自输送的丝束预浸料t的张力。
79.因此,容易将施加于丝束预浸料t的张力管理为期望的状态,能够使纤维体积含有率vf接近于目标值。
80.(8)在使用fw装置1的成形体的制造方法中,在纤维缠绕工序前具备开纤工序、树脂涂布工序。在开纤工序中,使树脂含浸前的所谓的干燥状态的增强纤维的纤维束开纤。
81.因此,向fw装置1供给的丝束预浸料t被抑制纤维束的起伏,减少所谓的纤维不均,将其厚度减薄。另外,因为纤维宽度在全长上为固定,所以能够使树脂涂布工序中的树脂的涂布量稳定。
82.(9)在树脂涂布工序中,使在开纤工序中开纤的增强纤维的纤维束含浸树脂。
83.因此,能够涂布一定量树脂,树脂含有率rc(wt%)遍及丝束预浸料t的全长稳定。
84.(10)经由开纤工序、树脂涂布工序,一边利用fw装置1控制张力一边输送纤维宽度、树脂含有率rc稳定的状态的丝束预浸料t。
85.因此,能够将品质良好的丝束预浸料t在原样保持其状态的情况下卷绕到心轴31。另外,能够抑制在卷绕到心轴31的状态下产生凹凸。能够得到品质优良的成形体。
86.(11)因为能够对丝束预浸料t施加较大张力,所以能够提高丝束预浸料t的纤维体积含有率vf,并且能够抑制丝束预浸料t的厚度变动。
87.因此,能够减少用于将成形体成形的丝束预浸料t的层积数量,并且可抑制在多层丝束预浸料t的层间产生间隙。由此,在缠绕工序、成形工序中可抑制起因于间隙的孔隙的产生。能够制造品质良好的成形体。
88.上述实施方式能够按如下变更。另外,上述实施方式及以下变更例能够在技术上不矛盾的范围内相互组合而适用。
89.·
在输送部20设置有5个输送辊22,但是其数量不作特别限定。能够根据施加于丝束预浸料t的张力的大小、张力的升高幅度、输送辊22的直径等设定为适当数量。
90.·
多个输送辊22既可以全都为相同直径,也可以混合存在不同直径,还可以全都为不同直径。
91.·
张紧辊21的构成不作特别限定。也可以与公知的活动松紧调节辊一起调整丝束预浸料t的张力的辊。
92.·
张紧辊21、送料辊23也可以省略。在送料辊23省略的情况下,检测部50的张力检测传感器只要设置于最下游侧的输送辊22e即可。
93.·
转矩驱动部24也可以不是一个,例如也可以相对于各输送辊22单独地设置。
94.·
多个输送辊22也可以不以丝束预浸料t向该辊的周面接触的接触长度大致相同的方式配置。
95.·
控制部40的构成不限定于上述实施方式。例如,也可以不设置进给速度控制部42、张紧辊控制部43。
96.·
转矩的升高幅度也可以不是大致相同,从输送辊22输送的丝束预浸料t的张力
的升高幅度也可以不是大致相同。只要随着从上游侧向下游侧阶段性升高即可,升高幅度不作特别限定。转矩的升高幅度、张力的升高幅度能够在不引起丝束预浸料t在输送辊22的周面上滑动、纤维宽度的变动的范围内适当设定。
97.·
在上述实施方式中,由检测部50检测施加于丝束预浸料t的张力,基于该检测值,在输送部20控制对多个输送辊22的最下游侧的丝束预浸料t施加的张力,并且以随着从上游侧向下游侧阶段性变大的方式控制从输送辊22各自输送的丝束预浸料t的张力。但是,由检测部50检测的对象不限定于张力。也可以是丝束预浸料t的纤维宽度,还可以是丝束预浸料t的厚度。另外,控制方式也不限定于上述实施方式。
98.例如,说明了检测部50由对送料辊23的下游侧的丝束预浸料t的纤维宽度进行检测的宽度检测传感器构成的情况。作为宽度检测传感器,可举出具备投光部及受光部的传感器。宽度检测传感器在从投光部投射的光被丝束预浸料t遮挡时,将到达受光部的光量的变化转换为电信号并输出。例如,宽度检测传感器在丝束预浸料t通过宽度检测传感器时,由到达受光部的光量的变化来检测丝束预浸料t的宽度方向的两端缘的位置,从该检测值取得丝束预浸料t的纤维宽度的值。将纤维宽度的值转换为电信号,每隔规定时间向控制部40的输送辊控制部41输出。
99.作为该情况下的控制方式,考虑到如图5所示的流程图。首先,从输入部60输入的丝束预浸料t的纤维宽度的输入值作为丝束预浸料t的纤维宽度的初始值由控制部40存储。
100.在检测部50中构成为:每隔规定时间检测丝束预浸料t通过检测部50时的纤维宽度的值。在步骤s21中,纤维宽度的检测值转换为宽度检测信号并向控制部40的输送辊控制部41输入。
101.在步骤s22中,在输送辊控制部41中,判定纤维宽度的检测值相对于纤维宽度的初始值是否为规定以上的变动幅度。在判定为不是规定以上的变动幅度的情况下,不从输送辊控制部41向转矩驱动部24输出转矩信号sr。在判定为是规定以上的变动幅度的情况下进入步骤s23。
102.在步骤s23中,判定纤维宽度的检测值是否小于纤维宽度的初始值。在判定为纤维宽度的检测值小于纤维宽度的初始值的情况下,在输送辊控制部41中,运算输送辊22的转矩的升高幅度的目标值。并且,在步骤s24中,从输送辊控制部41向转矩驱动部24发送转矩信号sr,以输送辊22的转矩成为目标值的升高幅度的方式使转矩驱动部24驱动。
103.另一方面,在判定为纤维宽度的检测值大于纤维宽度的初始值的情况下,在输送辊控制部41中,运算输送辊22的转矩的下降幅度的目标值。并且,在步骤s25中,从输送辊控制部41向转矩驱动部24发送转矩信号sr,以输送辊22的转矩成为目标值的下降幅度的方式使转矩驱动部24驱动。
104.这样,通过每隔规定时间检测丝束预浸料t的纤维宽度,基于该检测值控制输送辊22的转矩,从而可抑制丝束预浸料t的纤维宽度在输送辊22的输送中变动。
105.·
在卷绕部30,在作为芯材的心轴31也可以搭载温度调节机构。作为温度调节机构,例如可以列举在心轴31的内部配置ih加热器等热源的结构、在心轴31的内部使作为热源的高温的流体循环的结构等。在该情况下,只要在控制部40设置温度控制部,将温度控制部与心轴31的温度调节机构连接,而对心轴31的温度进行控制即可。另外,作为fw装置1的驱动时的初始设定,只要能够从输入部61输入心轴31的温度即可。关于心轴31的温度的输
入值作为初始值从温度调节部输出到温度调节机构,热源设定为规定温度。
106.这样,通过在心轴31搭载温度调节机构,从而抑制成形过程中的心轴31的温度变化,能够使心轴31的外形尺寸稳定。由此,能够使成形体的品质更加良好。
107.·
成形体的制造方法不限于经由开纤工序、树脂涂布工序调整丝束预浸料t的情况。也可以使得对卷绕于卷线筒的状态下的市售品的丝束预浸料t进行调节。当可适当管理丝束预浸料t的纤维宽度、树脂含有率rc时,则在上述fw装置1的输送时能够保持丝束预浸料t的状态。
108.附图标记说明
109.t:丝束预浸料
110.1:纤维缠绕装置
111.10:放卷部
112.11:卷线筒
113.20:输送部
114.21:张紧辊
115.22、22a、22b、22c、22d、22e:输送辊
116.23:送料辊
117.30:卷绕部
118.31:心轴(芯材)
119.40:控制部
120.41:输送辊控制部
121.50:检测部
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

发表评论 共有条评论
用户名: 密码:
验证码: 匿名发表

相关文章

  • 日榜
  • 周榜
  • 月榜