一种教学实验用GMT片材生产系统技术方案

本发明专利技术公开了一种教学实验用GMT片材生产系统，该系统包括有下传送带（9）的传送系统，以及通过下传送带（9）依次连接的加热烘烤系统（a）、加热浸渍系统（b）和冷却定型系统（c）；所述加入烘烤系统包括加热油箱（15）、由上加热压板（1）与下加热压板（2）组成的加热压板组合；所述加热浸渍系统包括至少一组由上加热压辊（4）和下加热压辊（5）组成的加热浸渍组合；所述冷却定型系统包括至少一组由上冷却压辊和下冷却压辊组成的冷却定型组合。该生产系统，占地面积小，成本低，加热均匀，浸渍充分，非常适用于教学研究。

【技术实现步骤摘要】
—种教学实验用GMT片材生产系统
本专利技术属于GMT片材生产领域，具体涉及教学实验用GMT片材生产系统。
技术介绍
玻璃纤维增强热塑性复合材料片材简称GMT片材。通常GMT板材成型作为板材生产系统的一个重要环节，采用大型设备进行连续生产，其设备成本很高，占地面积很大，对科研单位造成很大的负担，同时也不利于进行实验教学；另外，一般情况在成型过程中对该大型设备进行密封或半密封，而在此过程中，严重影响对其塑化或成型过程的监测和观察，尤其是材料的发泡倍率的观察，势必对材料的研究造成不必要的影响。复合材料属于绿色新材料，具有重量轻强度高耐化学腐蚀和耐候性好、可替代钢材铝合金制备各类产品，其市场应用范围广泛，因此，高校结合国家十二五规划的要求，开展了对新材料理论基础的课题研究与产品研发试制的项目课程。由于我国热塑性复合材料起步晚，市场上缺乏适用于教学试验研制GMT材料的试验生产系统，加之高校科研经费紧、实验场所小，从而对新材料学科体系建立与发展造成一定的影响。目前，适合高校用于教学实验GMT生产系统极少，若采用进口生产系统设备，例如:英国利来公司进口的复合材料试验生产系统在300万台套，其成本昂贵，不易掌握且维修困难；江苏鸿业机械公司设计的非标特殊纤维复材生产系统需180万，因国内复材设备存在设计应用功能单一、材料加热不均匀、浸溃不透彻等技术缺陷，并偏向工业化生产制造大型设备，其因占地面积大价格高，不利于我国高校开展新材料教学与产品实验的工作。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种教学实验用GMT片材生产系统，成本低，加热均匀，浸溃充分，操作方便(二人即可操作)、经济实惠(约26万/套)且占地面积小(不足40 m2)、集生产GMT片材与热压成型试制产品为一体、且适合高校对复合材料理论研究与教学实验。该生产系统将连续短切纤维针刺毡双面覆膜成基材，从基材制备成GMT板材、或直接将板材通过压机模压成型制作各类产品，涉及复合材料制作及相关产品设计与成型，进一步促进复合材料替代金属(钢材、铝合金等)制备车身内饰件及功能结构件，为高校研发新材料新技术提供了产品试制平台。针对上述目的，本专利技术所采用的技术方案是: 一种教学实验用GMT片材生产系统，包括有下传送带的传送系统，以及通过下传送带9依次连接的加热烘烤系统、加热浸溃系统和冷却定型系统； 所述加热烘烤系统包括加热油箱、由上加热压板与下加热压板组成的加热压板组合；所述上加热压板和下加热压板内设有导热油腔；导热油腔中安装多根电加热管；所述循环运行的下传送带的上部传送段位于上加热压板与下加热压板之间； 所述加热浸溃系统包括至少一组由上加热压辊和下加热压辊组成的加热浸溃组合；所述上加热压辊和下加热压辊内设有加热油腔；所述循环运行的下传送带的下部传送段位于上加热压辊和下加热压辊之间； 所述冷却定型系统包括至少一组由上冷却压辊和下冷却压辊组成的冷却定型组合；所述上冷却压辊和下冷却压辊内部设有冷却水空腔；所述循环运行的下传送带的下部传送段位于上冷却压辊和下冷却压辊之间； 所述加热油箱设有循环导热油路分别连接上加热压板和下加热压板内的导热油腔以及上加热压辊和下加热压辊内部的加热油腔。所述生产系统优选还包括一组设有上传送带37的传送系统，所述上传送带的下部传送段位于上加热压辊和下加热压辊之间、以及从上冷却压辊和下冷却压辊之间。所述导热油腔内优选均匀设有竖直的导热油腔隔板，并在导热油腔隔板上设有通油孔；所述电加热管外优选设有电加热管套。所述上加热压板的上方优选设有主液压缸，主液压缸的活塞杆与上加热压板连接，由主液压缸控制上、下加热压板之间的距离及对加热材料的压紧程度。所述上加热压板顶面与上石棉隔层之间优选设置多根竖直的上加强筋，所述下加热压板底面与下石棉隔层之间优选设置多根竖直的下加强筋，保证导热油腔的结构稳定性； 所述上、下加热压板之间优选设有竖直的导柱，确保上加热压板运动的稳定性。所述冷却定型系统优选包括两组由上冷却压辊和下冷却压辊组成的冷却定型组合，且前一组上冷却压辊和下冷却压辊的直径小于后一组上冷却压辊和下冷却压辊的直径。所述循环导热油路包括设在加热油箱出油口的第六管路，该第六管路与带A阀门的第一管路及通入上、下加热压板的导热油腔进油口的带B阀门的第二管路连接，上、下导热油腔的出油口连接带C阀门的第三管路，上、下加热压辊的加热油腔出油口设有第四管路连接至加热油箱的进油口，第一管路分别与通入上、下加热压辊的加热油腔进油口的带F阀门的第七管路及带E阀门的第五管路连接，第三管路与第五管路及带D阀门的第八管路连接，而第八管路与第四管路连接。所述循环导热油路可实现如下三种加热效果: 1)关闭各导热油通道阀门，单独控制电加热管，导热油作为导热介质给压板加热； 2)关闭电加热管加热，通过循环外部加热后的导热油单独给上、下加热压板加热； 3)电加热管与热循环导热油共同给加热压板加热。该系统更优选它还包括位于冷却定型系统之后的GMT片材热压成型模具。所述GMT片材热压成型模优选包括左右两端设有导向机构的上模座、设置于上模座下方的上模、与上模座相匹配的下模座以及设置于下模座上方的下模；所述GMT片材热压成型模具还包括加热单元和冷却单元；所述上模和下模的前后两个端面上设有加热孔和冷却孔，任意两个相邻的加热孔之间设有一个冷却孔，所述加热单元和冷却单元分别位于加热孔和冷却孔内。所述加热单元为带有温控器的电热管，所述冷却单元为冷凝水管道，前后两个冷却孔中的冷凝水管道首尾连接。本专利技术优选的GMT片材热压成型模具，由于加热及冷却单元的引入及合理的设计，在热压成型时，模具型面升温均衡而且快速，成型过程中可边保压边保温，成型后能实现GMT片材产品的快速冷却，从而使GMT片材产品表面质量更优，玻璃纤维与基体材料的浸溃更加充分均匀，产品表面质量较高，一致性好，波动性小产品的力学性能有了显著提高。下面对本专利技术做进一步解释和说明: 1.基于教学实验的GMT生产系统生产设备简述 (I)加热烘烤系统:利用电热管和导热油各自的特点，采用电加热和油加热两种加热方法混合的方式进行对基材的塑化，既保证了快速加热同时又使加热温度比较均匀(±5°C );可调节上模板高度，实现不同厚度材料的加热塑化；加热温度和加热时间可以通过控制装置仪表进行设置。(2)辊压浸溃与冷却定型系统:浸溃系统采用1-2组压辊利用辊的线压强来实现对基材的高温熔融浸溃，浸溃前需要在浸溃辊中通入循环导热油对浸溃辊进行提前加热，并利用气缸实现对不同厚度材料的熔融浸溃；冷却系统采用1-3组压辊同样利用辊的线压强来实现对基材的冷却定型，定型前在定型辊中通入循环冷却水，实现对基材的的快速冷却定型目的，并进行密实排气，从而获得所要求终端厚度的板材。(3)材料传送系统:传送装置包括耐高温、耐腐蚀的铁氟龙传送带、多组传动辊、纠偏装置、张紧装置以及驱动装置，为了节省成本，铁氟龙传送带采用“下传上敷”方式进行传送，即下铁氟龙利用传动辊连续传送，上铁氟龙敷在加热装置上模板；为了防止材料塑化后胶粘浸溃辊和压辊，可以增加一套铁氟龙传送装置(上传送系统)包裹在浸溃装置和冷却定型装置上。2.将上述教学实验GMT片材生产设备与模压成型设备相结合，可实现对复合材料广品的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种教学实验用GMT片材生产系统，包括有下传送带（9）的传送系统，以及（9）依次连接的加热烘烤系统（a）、加热浸渍系统（b）和冷却定型系统（c）；其特征是，所述加热烘烤系统包括加热油箱（15）、由上加热压板（1）与下加热压板（2）组成的加热压板组合；所述上加热压板（1）和下加热压板（2）内设有导热油腔（6）；导热油腔（6）中安装多根电加热管（3）；所述循环运行的下传送带（9）的上部传送段位于上加热压板（1）与下加热压板（2）之间；所述加热浸渍系统包括至少一组由上加热压辊（4）和下加热压辊（5）组成的加热浸渍组合；所述上加热压辊（4）和下加热压辊（5）内设有加热油腔（7）；所述循环运行的下传送带（9）的下部传送段位于上加热压辊（4）和下加热压辊（5）之间； 所述冷却定型系统包括至少一组由上冷却压辊和下冷却压辊组成的冷却定型组合；所述上冷却压辊和下冷却压辊内部设有冷却水空腔；所述循环运行的下传送带（9）的下部传送段位于上冷却压辊和下冷却压辊之间；所述加热油箱（15）设有循环导热油路分别连接上加热压板（1）和下加热压板（2）内的导热油腔（6）以及上加热压辊（4）和下加热压辊（5）内部的加热油腔（7）。...

【技术特征摘要】
1.一种教学实验用GMT片材生产系统，包括有下传送带(9)的传送系统，以及(9)依次连接的加热烘烤系统(a)、加热浸溃系统(b)和冷却定型系统(C);其特征是， 所述加热烘烤系统包括加热油箱(15)、由上加热压板(I)与下加热压板(2)组成的加热压板组合；所述上加热压板(I)和下加热压板(2)内设有导热油腔(6);导热油腔(6)中安装多根电加热管(3);所述循环运行的下传送带(9)的上部传送段位于上加热压板(I)与下加热压板(2)之间； 所述加热浸溃系统包括至少一组由上加热压辊(4)和下加热压辊(5)组成的加热浸溃组合；所述上加热压辊(4)和下加热压辊(5)内设有加热油腔(7);所述循环运行的下传送带(9)的下部传送段位于上加热压辊(4)和下加热压辊(5)之间； 所述冷却定型系统包括至少一组由上冷却压辊和下冷却压辊组成的冷却定型组合；所述上冷却压辊和下冷却压辊内部设有冷却水空腔；所述循环运行的下传送带(9)的下部传送段位于上冷却压辊和下冷却压辊之间； 所述加热油箱(15 )设有循环导热油路分别连接上加热压板(I)和下加热压板(2 )内的导热油腔(6)以及上加热压辊(4)和下加热压辊(5)内部的加热油腔(7)。2.根据权利要求1所述教学实验用GMT片材生产系统，其特征是，它还包括一组设有上传送带(37 )的传送系统，所述上传送带(37 )的下部传送段位于上加热压辊(4)和下加热压辊(5)之间、以及从上冷却压辊和下冷却压辊之间。3.根据权利要求1或2所述教学实验用GMT片材生产系统，其特征是，所述循环导热油路包括设在加热油箱(15)出油口的第六管路(26)，该第六管路(26)与带A阀门(31)的第一管路(21)及通入上、下加热压板(1，2)的导热油腔(6)进油口的带B阀门(32)的第二管路(22)连接，上、下导热油腔的出油口连接带C阀门(33)的第三管路(23)，上、下加热压辊(4，5)的加热油腔(7)出油口设有第四管路(24)连接至加热油箱(15)的进油口，第一管路(21)分别与通入上、下加热压辊(4，5)的的加热油腔(7)进油口的带F阀门(36)的第七管路(27)及带E阀门(35)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩旭，杨旭静，刘启明，段书用，陶友瑞，鲁雄，唐荣华，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43