制造碳纤维预浸布素材之设备制造技术

技术编号:15416199 阅读:128 留言:0更新日期:2017-05-25 11:53
本实用新型专利技术系提供一种制造碳纤维预浸布素材之设备,该设备系包括:一工作主机,其上设有能够将碳纤维进行扩纱、涂胶及压合之扩纱机构、涂布机构及压合机构,其特征在于:该工作主机之压合机构在工作流程中设置有复数工站,且在其中的至少一个压合工站前串接有一工作副机,该工作副机能够藉与该工作主机之工作流程同方位、不同方位、或多方位,将至少另一组经扩纱、涂胶及压合之预浸布素材,交会于该工作主机经扩纱、涂胶及压合后之预浸布素材上,并一体压合形成具有多层的预浸布素材,能够达到在相同规格条件下提升预浸布素材之整体结构强度效果,间接达到薄型化的要求。

【技术实现步骤摘要】
制造碳纤维预浸布素材之设备
本技术有关于一种制造碳纤维预浸布素材(Prepreg)之设备,特别是指一种能够将二层或二层以上碳纤维预浸布素材,以同方位、不同方位、或多方位堆栈,藉以增加其整体之结构强度、韧性,并可提升抗拉强度及拉伸模度之制造碳纤维预浸布素材(Prepreg)之设备。
技术介绍
习知碳纤维预浸布素材在制造流程上系将碳纤维束经涂布机与含浸机及压合等工序制成所需单位规格(g/㎡)的预浸布,详言之,制造上为使得碳纤维束形成具有可塑形并具有较佳的结构强度的复合布材,必须先将碳纤维束透过延展机具进行平面式均匀扩砂作业,再与均匀涂布有树脂之上、下离型纸(ResinCoatedInterleaf)透过滚轮,使得通过上、下离型纸之间的碳纤维束含浸树脂,最后经过冷却或烘干后,以单一方向纹路一体成型所需单位规格(g/㎡)的预浸布素材(注:其中单位规格系包含每平方米的碳纤维纱重量,及每平方米所含树脂层的重量百分比。)。惟,该单一方向纹路制成之单方向预浸布素材物理与化学特性虽佳,但从其形成预浸布后的整体结构则存在瑕疵,如第一图所示,可以清楚看出习知碳纤维预浸布制造后的碳纤维预浸布5具有碳纤维层51与含浸包覆在该碳纤维层51外侧表面之树脂层52,以及上、下离型层53,54,产品制造商应用于产品塑形时先裁切成所需尺寸,再将其中一层离型层53(54)撕开,贴合于预塑形的产品模型上,经特定的塑形工序于完成后再撕开另一层离型层54(53)即可。但是,因为该树脂层52仅仅含浸在该碳纤维层51的上、下表面上,无法令该树脂层52充分含浸至碳纤维预浸布素材5的内部,除使得整体结构稳固性堪虑,亦使得该碳纤维预浸布素材5的内部结构无法进行强化处理,换言之,该碳纤维预浸布素材5受限于既有结构,一旦被要求更高的结构强度时,只能够再以外加相同材质或异种材质来达到目的,亦即,该单一方向纹路制成之单方向预浸布素材尚需依据单方向预浸布基材应用的模式,调整单方向预浸布基材的结构强度,使单方向预浸布基材具有100公克/平方公尺(g/m2)或是160公克/平方公尺(g/m2)等各种不同需求之强度,以便可供应用在各种不同的用途,例如制造飞机、汽车、自行车的车体、3C产品的外壳或是高尔夫球杆、羽毛球拍或网球拍等各式产品。然而,在现今各种产品讲究轻薄的设计要求下,习知碳纤维预浸布素材5将若以同种材质外加层迭不但整体结构增厚,制造成本提升;而若以异种材质结合(如采用金属片)则会因为不同材质热膨胀系数差异,而容易造成结合面在所处环境的影响下,使得结合面发生松动影响结合强度,更甚者会造成相互剥离现象。简言之,习知制造碳纤维预浸布素材的设备难以达到符合所需应用之条件及薄型化,成为相关业者在加工制程时的极大困扰。有鉴于此,本案创作人乃秉持从事该项业务与机构设计多年之经验,了解到习知制造碳纤维预浸布素材的瑕疵,并尝试找出解决所在,经多方探讨,详加设计且审慎评估后,最终提出一套创新且可行之制造方式。
技术实现思路
本技术之目的,即在于提供一种制造碳纤维预浸布素材之设备,该设备能够将二层或二层以上碳纤维预浸布素材,以同方位、不同方位、或多方位堆栈,藉以能够增加其整体之结构强度、韧性,并可提升抗拉强度及拉伸模度之效果。本技术制造碳纤维预浸布素材之设备之再一目的,在于该设备所制造出的碳纤维预浸布素材,在相同规格的单位总重量(g/㎡)不但为多层设置,且在一层与一层的碳纤维层间皆含浸树脂层,藉以强化碳纤维预浸布素材内部之强度,而能够达到在相同规格条件下提升整体结构强度效果,藉以达到薄型化的要求。本技术制造碳纤维预浸布素材之设备之又一目的,在于该设备所制造出的碳纤维预浸布素材,在相同规格的单位总重量(g/㎡)不但为多层设置,且在多层中具有强化素材,藉以提供该碳纤维预浸布素材在径向与轴向的承受力更佳,更加提高多方向性的抗拉强度(TensileStrength)及拉伸模量(TensileModule),使得整体结构强度更为强化。为达到上述目的,本技术制造碳纤维预浸布素材之设备,系包括:一工作主机,其上设有能够将碳纤维进行扩纱、涂胶及压合之扩纱机构、涂布机构及压合机构,其特征在于:该工作主机之压合机构在工作流程中设置有复数工站,且在其中的至少一个压合工站前串接有一工作副机,该工作副机能够藉与该工作主机之工作流程同方位、不同方位、或多方位,将另一组经扩纱、涂胶及压合之预浸布素材,交会于该工作主机经扩纱、涂胶及压合后之预浸布素材上,并一体压合形成具有多层的预浸布素材。依据上述特征,其中该工作主机与工作副机的扩纱机构,系包括复数组相互连动的扩纱轮,以电浆磁场效应原理将碳纤维进行均匀扩纱;该工作主机与工作副机的涂布机构系包括复数滚轮组以压电涂胶原理将胶合剂均匀涂布于扩纱后之碳纤维;该工作主机与工作副机的压合机构系包括复数滚轮组以离形纸为中继介质将均匀涂布之胶合剂,经压合使其含浸一体成型。附图说明图1为习知碳纤维预浸布素材之局部剖面示意图;图2为本技术制造碳纤维预浸布素材之设备的流程方块图;图3为本技术制造碳纤维预浸布素材之设备的工作主机示意图;图4为本技术所制造碳纤维预浸布素材之立体分解图。附图标记包括:1—碳纤维预浸布素材之设备2-工作主机3-工作副机20,30—扩纱机构21,31—涂布机构22—压合机构201—扩纱轮211,221—滚轮组40—碳纤维层401—材质纹路41-强化素材具体实施方式以下结合附图对本技术进行详细的描述。请参阅图2为本技术碳纤维预浸布素材之设备的流程方块图,如图所示,本技术碳纤维预浸布素材之设备1包括:工作主机2及设置于该工作主机2工作流程中之复数工作副机3,其中工作主机2(请配合图3观之)上设有扩纱机构20、涂布机构21、压合机构22,该扩纱机构20包括复数组相互连动的扩纱轮201,系以电浆磁场效应原理将碳纤维进行均匀,亦即,将复数扩纱轮201上的碳纤维束在电浆磁场效应下进行平面式均匀作业;该涂布机构21系包括复数滚轮组211将前述均匀作业后之复数碳纤维束,以压电涂胶原理将树脂(可采热固性树脂(Thermoset)或热塑性树脂、热塑性塑料(Thermoplastic))均匀涂布;该压合机构22系包括复数滚轮组221以离形纸为中继介质将均匀涂布之树脂,经压合使其含浸一体成型为所需单位规格(g/㎡)的成卷或片状预浸素材。本技术该压合机构22在工作流程中设置有复数工站,且在若干个压合工站前串接有一工作副机3,该工作副机3同样具有与该工作主机2相同的扩纱机构30、涂布机构31,能够藉以将另一组经扩纱、涂胶及压合之预浸布素材,以同方位、不同方位、或多方位与该工作主机2之工作流程中经扩纱、涂胶及压合后之预浸布素材交会,并经该工作主机2之压合机构22一体压合形成具有多层的预浸布素材。值得一提的是,该压合机构22在工作流程中之复数工站的至少一工作副机3,能够将强化素材交会于该工作主机2之工作流程上,该强化素材可选用金属、金属复合材、玻璃纤维或玻璃纤维织物、碳纤维织物、棉麻织物、其他纤维织物等,藉该强化素材能够增强该碳纤维预浸布素材于径向与轴向之结构强度,藉以提供该碳纤维预浸布素材在径向与轴向的承受力更佳,更加提高多方向性的本文档来自技高网
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制造碳纤维预浸布素材之设备

【技术保护点】
一种制造碳纤维预浸布素材之设备,该设备系包括:一工作主机,其上设有能够将碳纤维进行扩纱、涂胶及压合之扩纱机构、涂布机构及压合机构,其特征在于:该工作主机之压合机构在工作流程中设置有复数工站,且在其中的至少一个压合工站前串接有一工作副机,该工作副机能够将另一组经扩纱、涂胶及压合之预浸布素材,交会于该工作主机经扩纱、涂胶及压合后之预浸布素材上,并一体压合形成具有多层的预浸布素材。

【技术特征摘要】
1.一种制造碳纤维预浸布素材之设备,该设备系包括:一工作主机,其上设有能够将碳纤维进行扩纱、涂胶及压合之扩纱机构、涂布机构及压合机构,其特征在于:该工作主机之压合机构在工作流程中设置有复数工站,且在其中的至少一个压合工站前串接有一工作副机,该工作副机能够将另一组经扩纱、涂胶及压合之预浸布素材,交会于该工作主机经扩纱、涂胶及压合后之预浸布素材上,并一体压合形成具有多层的预浸布素材。2.如权利要求1所述的制造碳纤维预浸布素材之设备,其特征在于,其中该工作副机系以同方位将另一组经扩纱、涂胶及压合之预浸布素材,交会于该工作主机之工作流程上。3.如权利要求1所述的制造碳纤维预浸布素材之设备,其特征在于,其中该工作副机系以不同方位将另一组经扩纱、涂胶及压合之预浸布素材,交会于该工作主机之工作流程上。4.如权利要求1所述的制造碳纤维预浸布素材之设备,其特征在于,其中该工作副机系以多方位将另一组经扩纱、涂胶及压合之预浸布素材,交会于该工作主机之工作流程上。5.如权利要求1-4任意一项所述的制造碳纤维预浸布素材之设备,其特征在于,其中该交会于该工作主机之工作流程上的工作副机之预浸布素材,与该工作主机之预浸布素材系以交叉层迭...

【专利技术属性】
技术研发人员:钱志孝林敬钧
申请(专利权)人:台科科技股份有限公司
类型:新型
国别省市:中国台湾,71

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