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实际生产制造的过程中十分复杂，降低了操作的实用性和生产效率，并且由于生产该超长纤维增强热塑性复合材料的模具会长时间暴露在空气中，会导致超长纤维增强热塑性复合材料上的树脂在生产制造的过程易发生氧化，产品的内部出现断纱和多余的树脂堆积无法排除，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，该热塑性复合材料的生产设备生产效率高且可靠。
5.根据本实用新型的热塑性复合材料的生产设备，包括：送料装置；第一淋膜装置，所述第一淋膜装置设置于所述送料装置的出料侧，以在物料的一侧表面进行淋膜处理；第二淋膜装置，所述第二淋膜装置设置于所述第一淋膜装置的出料侧，以在所述物料的另一侧表面进行淋膜处理；出料装置，所述出料装置设置于所述第二淋膜装置的出料侧。
6.由此，通过设置第一淋膜装置和第二淋膜装置，使第一淋膜装置和第二淋膜装置分别对物料的两侧表面进行淋膜处理，不仅简单易行，可以提升生产效率，而且可以保证生产出的热塑性复合材料的性能，从而可以提升热塑性复合材料生产设备的可靠性。
7.在本实用新型的一些示例中，所述第一淋膜装置包括：第一淋膜头和第一热辊，所述第一热辊设置于所述送料装置的出料侧，所述第一淋膜头位于所述第一热辊的上方，以用于对所述第一热辊上的所述物料一侧表面进行淋膜处理。
8.在本实用新型的一些示例中，所述第二淋膜装置包括：第二淋膜头和翻转辊组，所述翻转辊组设置于所述第一淋膜装置的出料侧，以将所述物料的表面翻转处理，所述第二淋膜头位于所述翻转辊组的上方，以用于对所述翻转辊组的所述物料另一侧表面进行淋膜处理。
9.在本实用新型的一些示例中，所述翻转辊组包括：从下向上依次排布的第二热辊、第三热辊和第四热辊，第二热辊和所述第三热辊之间，以及所述第三热辊和所述第四热辊之间均留有供所述物料通过的间隙，所述第二淋膜头对应设置在所述第四热辊处。
10.在本实用新型的一些示例中，热塑性复合材料的生产设备还包括：展料装置，所述展料装置设置于所述送料装置的进料侧和/或出料侧，以将所述物料展开。
11.在本实用新型的一些示例中，所述展料装置为两组且分别为第一展料装置和第二展料装置，所述第一展料装置设置于所述送料装置的进料侧且所述第二展料装置设置于所述送料装置的出料侧；所述第一展料装置包括：多个上下交错的第三辊子，所述物料在多个所述第三辊子之间传送，所述第二展料装置包括：多个上下交错的第四辊子，所述物料在多个所述第四辊子之间传送，至少两个所述第四辊子的转速不同。
12.在本实用新型的一些示例中，热塑性复合材料的生产设备还包括：分料装置和干燥装置，所述分料装置设置于所述第一展料装置的进料侧，以将所述不同层的所述物料分至同一平面，所述干燥装置设置于所述送料装置和所述第二展料装置之间，以干燥所述物料。
13.在本实用新型的一些示例中，热塑性复合材料的生产设备还包括：特氟龙皮带保温装置，所述特氟龙皮带保温装置设置于所述第二淋膜装置和所述出料装置之间，以供带有喷淋物的所述物料通过。
14.在本实用新型的一些示例中，热塑性复合材料的生产设备还包括：冷却装置，所述冷却装置设置于所述出料装置的出料侧，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所述物料通过的间隙。
15.在本实用新型的一些示例中，热塑性复合材料的生产设备还包括：放料装置和收料装置，所述放料装置设置于所述送料装置的进料侧，所述收料装置设置于所述出料装置的出料侧。
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-干燥装置；14-特氟龙皮带保温装置；15-放料装置；16-收料装置；17-纱卷；18-恒定张力感应器；
22.20-第一淋膜装置；21-第一淋膜头；22-第一热辊；
23.30-第二淋膜装置；31-第二淋膜头；32-翻转辊组；321-第二热辊；322-第三热辊；323-第四热辊；
24.40-展料装置；41-第一展料装置；411-第三辊子；42-第二展料装置；421-第四辊子；
25.50-冷却装置；51-冷却辊子。
具体实施方式
26.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。
27.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。
28.结合图1所示，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可以包括：送料装置10、第一淋膜装置20、第二淋膜装置30以及出料装置11，送料装置10、第一淋膜装置20、第二淋膜装置30和出料装置11依次排列，送料装置10可以将物料送出，第一淋膜装置20设置于送料装置10的出料侧，物料从送料装置10进入第一淋膜装置20后，第一淋膜装置20可以在物料的一侧表面进行淋膜处理，第二淋膜装置30设置于第一淋膜装置20的出料侧，当第一淋膜装置20对物料的一侧表面淋膜处理后，物料被输送至第二淋膜装置30，第二淋膜装置30可以对物料的另一侧表面进行淋膜处理，出料装置11设置于第二淋膜装置30的出料侧，第二淋膜装置30对物料的另一侧表面进行淋膜处理后，将物料输送至出料装置11，由出料装置11将物料从生产设备100中输送出去，从而实现热塑性复合材料的生产制造。
29.其中，物料可以为纤维，第一淋膜装置20与第二淋膜装置30可以分别向纤维的两侧预淋熔融状态的树脂。
30.进一步地，送料装置10可以采用上胶辊、下钢辊的方式组合而成，并且可以采用电机驱动牵引物料传输，其中，上胶辊可以为从动辊，下钢辊可以为电机带动的主动辊，这样可以在保证送料装置10快速准确地传输物料的前提下，提升送料装置10与物料之间的摩擦力，从而可以防止物料在送料装置10中发生打滑，导致物料无法被正常传输，可以提升送料装置10的可靠性。另外，送料装置10的上胶辊、下钢辊之间采用气缸压合的方式对压，可以根据生产的工艺与具体产品性能的需求选择性地将气缸的压力值在0.2-10mpa的范围之间进行调整，从而可以使送料装置10适用于各种不同的产品生产中。
31.由此，通过设置第一淋膜装置20和第二淋膜装置30，使第一淋膜装置20和第二淋膜装置30分别对物料的两侧表面进行淋膜处理，不仅简单易行，可以提升生产效率，而且可以保证生产出的热塑性复合材料的性能，从而可以提升生产设备100的可靠性。
32.第一淋膜装置20可以主要包括：第一淋膜头21和第一热辊22，第一热辊22设置于送料装置10的出料侧，第一淋膜头21位于所述第一热辊22的上方，以用于对第一热辊22上的物料一侧表面进行淋膜处理。具体地，第一热辊22可以接收从送料装置10处输送过来的物料，由于第一淋膜头21位于第一热辊22的上方，所以可以使第一淋膜头21处在物料一侧的上方，从而可以向物料一侧表面预淋熔融状态的树脂，当物料一侧表面被预淋了熔融状态的树脂时，物料下方的第一热辊22不仅可以维持熔融状态树脂的温度，可以防止熔融状态的树脂结晶，对后续的生产制造产生影响，而且还可以防止熔融状态的树脂通过物料之间的间隙流掉，这样不仅可以有效地保证物料的结构性能，而且可以提升生产设备100的可靠性。
33.第二淋膜装置30可以主要包括：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
50mm的范围之间进行调整，这样不仅可以防止第一淋膜头21与第一热辊22之间的间隙，以及第二淋膜头31与第四热辊323之间的间隙过大，导致熔融状态的树脂在从第一淋膜头21或第二淋膜头31流出至第一热辊22或第四热辊323的过程中便已经发生结晶，也可以防止第一淋膜头21与第一热辊22之间的间隙，以及第二淋膜头31与第四热辊323之间的间隙过小，导致已经预淋在第一热辊22或第四热辊323上的熔融状态的树脂达到一定的厚度后，堵住第一淋膜头21或第二淋膜头31的出口，造成第一热辊22或第四热辊323表面的树脂无法达到目标的厚度，影响物料的生产制造，这样可以进一步地提升生产设备100的可靠性。
39.热塑性复合材料的生产设备100还可以主要包括：展料装置40，展料装置40设置于送料装置10的进料侧或者出料侧，或者送料装置10的进料侧与出料侧均存在展料装置40，展料装置40可以将物料展开。具体地，展料装置40可以使物料充分展开，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。
40.展料装置40为两组，并且分别为第一展料装置41和第二展料装置42，第一展料装置41设置于送料装置10的进料侧，并且第二展料装置42设置于送料装置10的出料侧，第一展料装置41与第二展料装置42可以分别对物料进行展开处理，第一展料装置41对物料进行展开处理后输送给第二展料装置42，第二展料装置42可以对物料进行再一次的展开处理，这样可以使物料得到充分的展开。
41.进一步地，第一展料装置41可以主要包括：多个上下交错的第三辊子411，物料在多个第三辊子411之间传送。具体地，物料由于多个第三辊子411上下交错，并且相互之间的间隔设置会获得张力，从而使物料被多个第三辊子411拉展开，可以使物料的表面较为平整。
42.进一步地，第二展料装置42可以主要包括：多个上下交错的第四辊子421，物料在多个第四辊子421之间传送，至少两个第四辊子421的转速不同。具体地，多个第四辊子421不仅上下交错设置，而且至少两个第四辊子421的转速不同，这样可以使物料获得更大的张力，从而可以在保证物料结构可靠的前提下，使物料进一步地被拉展开，可以使物料的表面更加地平整。另外，被充分拉展开的物料可以在被第一淋膜装置20和第二淋膜装置30淋膜时更加紧密，从而可以使树脂在物料上的预淋更加均匀充分，可以使物料的每一处均可以预淋到树脂，进而可以进一步地提升物料的结构性能。其中，至少两个第四辊子421的转速之间的差值可以根据物料的长度以及材质选择性地在0.1-1m/min的范围之间进行调整，这样可以使第二展料装置42的展料更加稳定可靠。
43.另外，相比于对物料直接进行一次展料处理，对物料进行两次程度递增的展料处理，不仅可以提升展料时物料结构的稳定性，可以防止物料在展料时被破坏，而且可以使物料被展开地更加充分。
44.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和干燥装置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。
45.进一步地，干燥装置13设置于送料装置10和第二展料装置42之间，可以干燥物料。具体地，物料在被第一展料装置41展开处理后进入干燥装置13，干燥装置13可以提升物料的温度，降低物料的湿度，被干燥装置13处理过的物料将被输送至第二展料装置42，被干燥装置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。
46.进一步地，由于物料自身材质以及结构的原因，干燥装置13可以采用四段阶梯加热方式。干燥装置13可以控制第1段的温度在50-100℃之间，干燥装置13可以控制第2段在100-150℃之间，干燥装置13可以控制第3段在150-200℃之间，干燥装置13可以控制第4段在200-250℃之间，这样在保证干燥装置13可以达到目标温度的前提下，防止干燥装置13中整体均是高温，导致物料突然进入温度过高的干燥装置13时结构发生损坏，这样可以保证物料的结构性能。
47.热塑性复合材料的生产设备100还可以主要包括：特氟龙皮带保温装置14，特氟龙皮带保温装置14设置于第二淋膜装置30和出料装置11之间，可以供带有喷淋物的物料通过。具体地，物料在从第二淋膜装置30出来后，进入特氟龙皮带保温装置14，特氟龙皮带保温装置14由耐高温钢辊与特氟龙材质的皮带结合而成，特氟龙皮带保温装置14的上下均为特氟龙皮带结构，其中，上皮带由气缸控制压力及行程，下皮带为固定式，皮带传动由同一组变频电机驱动，由于特氟龙材质的皮带具有与树脂不粘的特性，所以特氟龙皮带保温装置14在传输两侧预淋有熔融状态树脂的物料时，可以确保熔融状态的树脂不会粘在特氟龙皮带保温装置14上，两侧预淋有熔融状态树脂的物料在特氟龙皮带保温装置14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。
48.进一步地，耐高温钢辊可以通入导热油，导热油的温度可以保持树脂的部分流动性，可以防止物料在通过特氟龙皮带保温装置14时物料上的树脂结晶，影响后续的生产制造。其中，气缸向上皮带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，上下特氟龙皮带之间的距离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，这样不仅可以提升特氟龙皮带保温装置14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。
49.热塑性复合材料的生产设备100还可以主要包括：冷却装置50，冷却装置50设置于出料装置11的出料侧，物料经过特氟龙皮带保温装置14的处理后通过出料装置11进入冷却装置50，冷却装置50可以主要包括：上下间隔排布的冷却辊子51，冷却辊子51的内部通有水，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，冷却装置50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。另外，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。
50.另外，冷却辊子51内部通入水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，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。
51.热塑性复合材料的生产设备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。
52.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。
53.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。
54.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。
55.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。