热塑性复合材料的生产设备的制作方法

1.本实用新型涉及热塑性复合材料的生产技术领域，尤其是涉及一种热塑性复合材料的生产设备。


背景技术：

2.近年来，航空航天、交通等领域对轻量化、高性能的热塑复合材料需求十分紧迫。同时，航空航天、交通等领域提出了更高端的碳纤/聚酰胺(cf/pa)、玻纤/聚酰胺(gf/pa)等高性能复合材料的需求，在此背景下超长纤维增强热塑性成为大家研究和开发的热点。超长纤维增强热塑性复合材料克服了热固性复合材料的断裂韧性差、损伤容限比较低、使用期短、成型加工周期长等缺点，其具有较高的断裂韧性、耐化学及耐水性、热成型性能好，生产率高、成型方法多、生产周期短，并且可多次循环加工等优点，不仅在工业、交通运输、国防等领域得到广泛应用，而且已经进入金属材料领域，成为飞机、宇航和高技术领域不可缺少的特种材料和新型结构材料。
3.在相关技术中，生产超长纤维增强热塑性复合材料的设备在对物料进行淋膜处理后，直接定型出料，会造成产品的内部出现断纱和多余的树脂堆积无法排除，从而使产品厚度的均匀性无法保证。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出了一种热塑性复合材料的生产设备，该生产设备可以对淋膜后的复合材料进行保温处理以及冷却处理，从而有效提升生产出来的复合材料的性能。
5.根据本实用新型的热塑性复合材料的生产设备，包括：淋膜装置，所述淋膜装置用于对物料表面进行淋膜处理；保温装置，所述保温装置为特氟龙皮带保温装置且设置在所述淋膜装置的出料侧；冷却装置，所述冷却装置设置于所述保温装置的出料侧，以冷却通过的物料。
6.由此，通过设置保温装置和冷却装置，在物料被淋膜装置淋膜处理后，经过保温装置的保温处理，可以排出物料两侧淋膜物中的气泡，再经过冷却装置的冷却处理，可以使物料冷却定型，并且可以释放物料内部的应力，从而可以有效提升生产出的复合材料的性能。
7.在本实用新型的一些示例中，所述保温装置包括上特氟龙皮带保温装置和下特氟龙皮带保温装置，所述上特氟龙皮带保温装置和所述下特氟龙皮带保温装置上下间隔设置，且所述上特氟龙皮带保温装置的下表面和下特氟龙皮带保温装置的上表面为相对平齐的平面。
8.在本实用新型的一些示例中，所述上特氟龙皮带保温装置和所述下特氟龙皮带保温装置均包括：辊子组和绕设在所述辊子组外周的特氟龙皮带，上下间隔的两个所述特氟龙皮带之间留有所述物料的通过间隙。
9.在本实用新型的一些示例中，所述辊子组包括多个间隔设置的保温辊子，所述上
特氟龙皮带保温装置内的所述保温辊子和所述下特氟龙皮带保温装置的所述保温辊子上下相对设置。
10.在本实用新型的一些示例中，所述生产设备还包括：驱动件，所述驱动件与位于上方的所述辊子组中的至少一个所述保温辊子传动连接，或者，所述驱动件与位于下方的所述辊子组中的至少一个所述保温辊子传动连接。
11.在本实用新型的一些示例中，所述保温辊子为金属辊子，所述金属辊子内容纳有导热油。
12.在本实用新型的一些示例中，所述冷却装置包括：上下间隔排布的冷却辊子，在上下方向上相邻的两个所述冷却辊子之间留有供物料通过的间隙，所述冷却辊子内通入有冷却剂。
13.在本实用新型的一些示例中，所述冷却辊子为多个，位于上方的所述冷却辊子和位于下方的所述冷却辊子的数量相同且均匀间隔分布。
14.在本实用新型的一些示例中，所述生产设备还包括：出料装置，所述出料装置设置于所述特氟龙皮带保温装置的出料侧，且设置于所述冷却装置的进料侧。
15.在本实用新型的一些示例中，所述生产设备还包括：放料装置和收料装置，所述放料装置设置于所述淋膜装置的进料侧，所述收料装置设置于所述冷却装置的出料侧。
16.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
17.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
18.图1是根据本实用新型实施例的热塑性复合材料的生产设备的示意图。
19.附图标记：
20.100-生产设备；
21.10-送料装置；11-出料装置；12-分料装置；13-加热装置；15-放料装置；16-收料装置；17-纱卷；18-恒定张力感应器；19-淋膜装置；
22.20-第一淋膜装置；
23.30-第二淋膜装置；31-第二淋膜头；32-翻转辊组；
24.40-展料装置；41-第一展料装置；42-第二展料装置；
25.50-冷却装置；51-冷却辊子；
26.60-保温装置；61-上特氟龙皮带保温装置；62-下特氟龙皮带保温装置；63-辊子组； 631-保温辊子；64-特氟龙皮带。
具体实施方式
27.下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。
28.下面参考图1描述根据本实用新型实施例的一种热塑性复合材料的生产设备100。
29.根据本实用新型实施例的一种热塑性复合材料的生产设备100包括：淋膜装置19、
保温装置60以及冷却装置50，其中，淋膜装置19用于对物料两侧表面进行淋膜处理，淋膜装置19包括第一淋膜装置20和第二淋膜装置30，第一淋膜装置20和第二淋膜装置30能够分别在物料的两侧充分预淋熔融状态下的树脂，这样可以保证生产出的复合材料的性能。
30.其中，第二淋膜装置30包括第二淋膜头31和翻转辊组32，翻转辊组32设置于第一淋膜装置20的出料侧，可以将物料的表面翻转处理，第二淋膜头31位于翻转辊组32 的上方，以用于对物料另一侧表面进行淋膜处理。具体地，当第一淋膜装置20对物料的一侧表面进行淋膜处理后，物料需要进入第二淋膜装置30，使第二淋膜装置30对物料的另一侧表面进行淋膜处理，翻转辊组32不仅可以将物料从第一淋膜装置20输送至第二淋膜头31处，而且可以在输送物料的过程中，对物料进行翻面，设计巧妙，不仅可以简化生产设备100，而且可以提升生产效率。
31.进一步地，翻转辊组32可以为上下间隔设置的竖直辊组，这样可以使翻转辊组32 对物料的翻面更加方便，当然，翻转辊组32也可以为与水平面存在一定角度的平斜辊组，这样可以减小翻转辊组32在上下方向上所占用的设置空间，如此设置，可以根据生产设备100的具体需求选择性地设置翻转辊组32的排列方式，可以进一步地提升生产设备100的可靠性与适用性。其中，翻转辊组32可以为至少三个间隔设置的辊子组成。
32.保温装置60为特氟龙皮带保温装置，并且设置在淋膜装置19的出料侧，这样在淋膜装置19对物料进行充分淋膜之后，物料便可以进入保温装置60进行保温处理，将保温装置60设置成特氟龙皮带保温装置，可以巧妙地利用特氟龙材质的皮带具有的与树脂不粘的特性，这样可以使特氟龙皮带保温装置在传输两侧预淋有熔融状态树脂的物料时，确保熔融状态的树脂不会粘粘在特氟龙皮带保温装置上，进一步地，两侧预淋有熔融状态树脂的物料在特氟龙皮带保温装置中会被挤压，从而可以使多余的树脂排出至物料的两端，以及可以使树脂中的气泡均匀分散消失，这样不仅可以防止生产制造出的产品出现断纱以及表面出现黑点黄斑，并且还可以释放出物料一部分的内应力，可以方便后续的生产，从而可以保证生产制造出的产品的力学性能。
33.冷却装置50设置于保温装置60的出料侧，以冷却通过的物料。具体地，将冷却装置50设置在保温装置60的出料侧，在保温装置60对物料进行保温处理后，可以从出料侧进入冷却装置50，冷却装置50可以在传输物料的同时，可以将物料上熔融状态下的树脂冷却定型，并且释放树脂内部的应力，从而保证生产出来的复合材料的结构稳定性。
34.由此，通过设置保温装置60和冷却装置50，在物料被淋膜装置淋膜处理后，经过保温装置60的保温处理，可以排出物料两侧淋膜物中的气泡，再经过冷却装置50的冷却处理，可以使物料冷却定型，并且可以释放物料内部的应力，从而可以有效提升生产出的复合材料的性能。
35.保温装置60包括上特氟龙皮带保温装置61和下特氟龙皮带保温装置62，上特氟龙皮带保温装置61和下特氟龙皮带保温装置62上下间隔设置，且上特氟龙皮带保温装置 61的下表面和下特氟龙皮带保温装置62的上表面为相对平齐的平面。具体地，通过将上特氟龙皮带保温装置61和下特氟龙皮带保温装置62上下间隔设置，可以使上特氟龙皮带保温装置61和下特氟龙皮带保温装置62对两侧预淋有树脂的物料进行挤压，从而可以使多余的树脂排出至物料的两端以及可以使树脂中的气泡均匀分散消失，这样不仅可以防止生产制造出的产品出现断纱以及表面出现黑点黄斑，并且还可以释放出物料一部分的内应力，可以
方便后续的生产，从而可以保证生产制造出的产品的力学性能。
36.进一步地，将上特氟龙皮带保温装置61的下表面和下特氟龙皮带保温装置62的上表面设置为相对平齐的平面，并且保证上特氟龙保温装置61的下表面和下特氟龙保温装置62的上表面的平滑性，可以进一步地防止上特氟龙皮带保温装置61和下特氟龙皮带保温装置62在对物料两侧进行挤压时，与物料两侧的树脂发生粘粘，从而可以进一步地提升保温装置60的可靠性。
37.上特氟龙皮带保温装置61和下特氟龙皮带保温装置62均包括：辊子组63和绕设在辊子组63外周的特氟龙皮带64，上下间隔的两个特氟龙皮带64之间留有物料的通过间隙。具体地，两侧预淋有熔融状态树脂的物料可以从上下间隔的两个特氟龙皮带64 之间的间隙中通过，并且在通过的同时使上下间隔的两个特氟龙皮带64挤压两侧预淋有熔融状态树脂的物料，上下特氟龙皮带64之间的间隙可以根据产品具体的厚度需求选择性在0-20mm的范围之间进行调整，这样不仅可以提升保温装置60的适用性，而且使热塑性复合材料的生产设备100可以生产制造出多种不同厚度以及性能的产品。
38.辊子组63包括多个间隔设置的保温辊子631，上特氟龙皮带保温装置61内的保温辊子631和下特氟龙皮带保温装置62的保温辊子631上下相对设置。具体地，保温辊子631具有相对较高的温度，保温辊子631可以保持树脂的部分流动性，可以防止物料在通过保温装置60时，物料上的树脂结晶，影响后续的生产制造。
39.生产设备100还可以主要包括：驱动件(图未示)，所述驱动件与位于上方的辊子组63中的至少一个保温辊子631传动连接，或驱动件与位于下方的辊子组63中的至少一个保温辊子631传动连接，这样可以使上方的辊子组63和下方的辊子组63中的一个为主动辊子组，另一个为从动辊子组，驱动件可以控制与其传动连接的保温辊子631的压力及行程，这样不仅可以使保温装置60稳定可靠地传输物料，而且可以准确地控制保温装置60对物料的挤压程度，从而可以提升保温装置60的可靠性。另外，所述驱动件向与其传动连接的保温辊子631施加压力的压力范围可以根据生产工艺以及具体产品性能的需求选择性地在0.2-10mpa的范围之间进行调整。在本实施方式中，所述驱动件可以为电机，可以理解的，在另一个未示出的实施方式中，所述驱动件还可以为燃油机。
40.保温辊子631为金属辊子，金属辊子内容纳有导热油。具体地，将导热油通入金属辊子中，由于金属辊子的熔点与稳定性较高，导热油将不会对金属辊子的结构稳定性产生影响，进一步地，又由于金属辊子的导热性较好，这样可以保证金属辊子对物料两侧熔融转态的树脂的保温效果，从而可以进一步地提升保温装置60的可靠性。其中，保温辊子631可以为耐高温的钢辊。
41.冷却装置50可以主要包括：上下间隔排布的冷却辊子51，在上下方向上相邻的两个冷却辊子51之间留有供物料通过的间隙，冷却辊子51内通入有冷却剂，如此设置，通过在冷却辊子51中通入冷却剂，可以使物料上熔融状态下的树脂冷却定型，并且释放树脂内部的应力，这样可以保证冷却辊子51持续稳定地对物料进行冷却，可以提升冷却装置50的可靠性。其中，冷却剂可以为水。
42.另外，冷却辊子51内部通入冷却剂的温度范围可以根据生产工艺以及产品具体的性能需求选择性地在-15-50℃的范围中进行调整，这样可以使冷却辊子51温度适中，不仅可以防止冷却辊子51温度过高，无法对物料进行有效冷却，而且还可以防止冷却辊子51温
度过低，导致物料表面的树脂温度陡然下降，造成树脂定型后发生开裂，进一步地，冷却辊子51上下间隔排布的间隔距离也可以根据生产工艺以及产品的厚度需求选择性地在 0.2-20mm的范围中进行调整，这样可以提升冷却装置50的适用性。
43.冷却辊子51为多个，位于上方的冷却辊子51和位于下方的冷却辊子51的数量相同，并且均匀间隔分布，这样不仅可以保证冷却辊子51对物料两侧熔融状态树脂的均匀冷却，可以防止物料上存在温度差，导致生产出的复合材料结构不稳定，这样可以进一步地提升冷却装置50的可靠性。
44.生产设备100还可以主要包括：出料装置11，出料装置11设置于保温装置60的出料侧，且设置于冷却装置50的进料侧。具体地，物料在经过出料装置11时表面的熔融状态的树脂被初步冷却，这样可以降低物料在冷却装置50中树脂结晶的速度，可以防止树脂的温度陡然下降，导致树脂定型后内应力过大，造成结构的开裂，这样可以进一步地提升生产设备100的可靠性。
45.生产设备100还可以主要包括：放料装置15和收料装置16，放料装置15设置于送料装置10的进料侧，放料装置15上设置有纱卷17和恒定张力感应器18，纱卷17上绕设有热塑性连续纤维，恒定张力感应器18可以自动调节每个物料的张力至恒定值，从而可以提升每个物料张力的均匀性，可以使进入送料装置10的纱卷17上的纤维张力均匀，不仅可以防止各物料之间相互干扰，而且可以方便后续的生产制造。
46.进一步地，收料装置16设置于出料装置11的出料侧，收料装置16上设置有裁切装置，可以在收纳物料制成的产品的同时，根据产品具体的尺寸的需求，对产品进行裁切，其中，出料装置11上设置有红外计米器，红外计米器可以准确地测量产品的尺寸，从而可以使裁切装置准确地裁切出目标尺寸的产品，可以进一步地提升产品的性能，可以进一步地提升生产设备100的可靠性。
47.生产设备100还可以主要包括：展料装置40，展料装置40设置于淋膜装置19的进料侧，展料装置40可以将物料展开。具体地，展料装置40可以主要包括：第一展料装置41和第二展料装置42，物料通过第一展料装置41与第二展料装置42的展料处理，可以被充分展开，可以防止物料上存在重叠或堆叠部分，不仅会导致熔融状态下的树脂无法均匀设置在物料的表面，而且会导致物料在生产制造出来后表面不平整，无法达到工艺要求，这样可以进一步地保证物料的性能，可以进一步地提升生产设备100的可靠性。
48.热塑性复合材料的生产设备100还可以主要包括：分料装置12和加热装置13，分料装置12设置于第一展料装置41的进料侧，分料装置12可以将不同层的物料分至同一平面，这样不仅可以使物料有规律地进行排布，可以方便后续的生产制造，而且可以保证各个区域的物料相互独立，防止各个区域的物料在生产制造的过程中相互影响，其中，分料装置12可以由陶瓷板及陶瓷棒组成，具体地，在陶瓷板上按照排列方式插入陶瓷棒，并且使陶瓷棒与陶瓷棒之间距离可调节，陶瓷棒与陶瓷棒之间距离可以根据生产制造的产品的厚度选择性地在2-20mm的范围内进行调节。
49.进一步地，加热装置13设置于送料装置10和第二展料装置42之间，可以加热物料。具体地，物料在被第一展料装置41展开处理后进入加热装置13，加热装置13可以提升物料的温度，降低物料的湿度，被加热装置13处理过的物料将被输送至第二展料装置42，被加热装置13加热后的物料更容易被分散，从而可以提升第二展料装置42 对物料的展开效果。另
外，将物料加热还可以防止物料在进入第一淋膜装置20后，熔融状态的树脂预淋在物料上，由于物料的表面温度较低，导致熔融状态的树脂快速结晶，影响后续的生产制造以及物料的性能，这样可以提升产品的性能，可以保证生产设备100 的可靠性。
50.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
51.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
52.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。