一种碳纤维成型工艺制造技术

本发明专利技术公开一种碳纤维成型工艺，包括以下步骤：S1：根据配方比例将配方材料投入第二进料通孔；S2：对所述配方材料剪切、加热，使其达到熔融状态；S3：将连续纤维投入位于所述第二进料通孔下游的第一进料通孔；S4：剪切连续纤维，使其形成纤维片段，同时与熔融状态的配方材料混合，形成注塑熔体；如果注射结构关闭，则进行步骤S5，如果注射结构开启，则进行步骤S6；S5：将所述注塑熔体输送进储射转接结构中，如果注射结构开启，则停止步骤S5转而进行步骤S6；S6：将所述注塑熔体输送到注射结构中；S7：当所述注塑熔体容量达到设定之后，注射。采用该生产工艺能够减少碳纤维受高温损害的时间又能够增大碳纤维在制成品中的长度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及注塑机领域，具体涉及一种碳纤维成型工艺。
技术介绍
碳纤维是一种碳含量在90％(质量分数)以上的新型无机纤维材料，具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗辐射、导电、传热、和相对密度小等一系列优异性能，属于典型的高性能纤维。碳纤维既有碳材料的固有特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，利用碳纤维制作的构件质量轻、比刚度高，应用范围广泛。但是，目前已经成熟的碳纤维应用形式主要有四种，一种为手糊压层法，将浸过胶后的碳纤维片剪形叠层，或是一边铺层一边刷上树脂，再热压成型，该种方法制成的碳纤维产品强度高，但生产效率低下；一种为缠绕成型法，将碳纤维单丝缠绕在碳纤维轴上，此种方法只适用于制作圆柱体和空心器皿，且生产效率低下；一种为模压法，这种方法是将已预浸树脂的碳纤维材料放入金属模具中，加压后使多余的胶液溢出来，然后高温固化成型，该种方法制成的碳纤维产品强度高，但同样生产效率低下，且无法制作结构件；一种为长纤粒料注塑法，将碳纤维预加工，制成粒料，再经由注塑机注塑成型，此种方法虽然解决了生产效率问题，但在粒料中纤维长度较长的碳纤维，经过注塑机螺杆和热流道的剪切和加热作用下，制成品中纤维长度在5mm以上的仅为30％，致使制成品强度大大降低。由于碳纤维材料本身的强度在高温下易受损害，且碳纤维的长度以及其在制成品中的交错复杂程度，将影响其制成品的强度，由此可见，目前对于碳纤维
的应用，在即保证碳纤维材料强度又实现大批量工业化生产的生产工艺是空缺的，因此，研制一种即能够减少碳纤维受高温损害的时间又能够增大碳纤维在制成品中的长度,且能满足工业化大批量生产的效率需求的工艺是尤为必要的。鉴于上述缺陷，本专利技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本专利技术。
技术实现思路
为解决上述技术缺陷，本专利技术采用的技术方案在于，提供一种碳纤维成型工艺，包括以下步骤：S1：根据配方比例将配方材料投入第二进料通孔；S2：对所述配方材料剪切、加热，使其达到熔融状态；S3：将连续纤维投入位于所述第二进料通孔下游的第一进料通孔；S4：剪切连续纤维，使其形成纤维片段，同时与熔融状态的配方材料混合，形成注塑熔体；如果注射结构关闭，则进行步骤S5，如果注射结构开启，则进行步骤S6；S5：将所述注塑熔体输送进储射转接结构中，如果注射结构开启，则停止步骤S5转而进行步骤S6；S6：将所述注塑熔体输送到注射结构中；S7：当所述注塑熔体容量达到设定之后，注射。较佳的，所述步骤S4投放的连续纤维剪切、加热时间短于所述配方材料的剪切、加热时间。较佳的，所述步骤S1所述的螺杆筒体由至少一个筒体组件组成。较佳的，所述筒体组件包括：开口筒体，其为所述筒体组件的其中一种结构形式，用于构成所述螺杆筒体；所述开口筒体上设置有通孔，其用于投入待加
工材料，所述通孔包括：第一进料通孔，其用于投入所述连续纤维；第二进料通孔，其用于投入所述配方材料。较佳的，其中至少一个所述第一进料通孔位于所述第二进料通孔的下游位置。较佳的，所述步骤S4投放位置位于所述步骤S1投放位置的下游。较佳的，所述步骤S2的加热温度范围为：150度-500度。较佳的，所述配方材料包括：聚酰胺、聚烯烃、热塑性聚酯、聚碳酸酯、高性能工程塑料或其他通用树脂、聚醚醚酮、聚苯硫醚、改性聚苯醚或聚醚酰亚胺、聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯或高抗冲聚苯乙烯。较佳的，所述步骤S1-S7的成型周期为10秒-300秒。较佳的，所述步骤S7的注射速度为0-500毫米/秒。与现有技术比较本专利技术的有益效果在于：1、所述配混结构能够将所述待加工材料由颗粒状态转变为可流动的熔融状态，且通过所述开口筒体和所述闭口筒体自有组合的形式可根据工艺的具体需要，调整所述通孔在所述螺杆筒体上的布置位置，进而通过对所述通孔位置的改变以及与所述螺杆筒体上设置的加热装置的配合，把握所述待加工材料的加热时间和加热温度，满足工业生产的多样化需求，避免企业重复购置配件而造成的成本增加。2、所述连续纤维的投入位置位于所述配方材料的投入位置的下游，可减小对所述连续纤维的剪切和加热时间，从而使所述连续纤维剪切后的形成的纤维片段长度更长，大于5mm的纤维片段占比更多，进而使注塑成型后的成品件在抗拉强度和抗冲击强度上，较之所述连续纤维加热和剪切时间长的生产方式，都有更大的提升。附图说明为了更清楚地说明本专利技术各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1是本专利技术的碳纤维成型设备的示意图；图2是本专利技术的配混结构的示意图；图3是本专利技术的开口筒体的示意图；图4是本专利技术的闭口筒体的示意图；图5是本专利技术的储射结构的示意图；图6是本专利技术的缓冲储料缸主视图的剖面示意图；图7是本专利技术的缓冲储料缸右视图的剖面示意图；图8是本专利技术的储射闸阀与注射闸阀的剖面示意图一；图9是本专利技术的储射闸阀与注射闸阀的剖面示意图二；图10是本专利技术的储射闸阀与注射闸阀的剖面示意图三；图11是本专利技术的注射结构的剖面示意图。具体实施方式一种碳纤维成型设备,其用于将待加工材料进行处理，并进行注塑；如图1所示，其为本专利技术的碳纤维成型设备的示意图，所述碳纤维成型设备包括：一纤维上料结构1、一塑料上料结构2、一配混结构、一储射转换结构、一多级注射结构、一锁模结构6；所述待加工材料包括：连续纤维和配方材料，所述连续纤维包括碳纤维。实施例1如上述所述的碳纤维成型设备，本实施例与其不同之处在于，所述纤维上料结构1用于存放所述连续纤维，并将所述连续纤维通过软管输送到所述进料
控制结构中。实施例2如上述所述的碳纤维成型设备，本实施例与其不同之处在于，所述塑料上料结构2包括喂料称，所述喂料称用于对所述配方材料进行计量，所述塑料上料结构设置至少一个所述喂料称，每个所述喂料称用于称量一种配方材料，所述塑料上料结构通过底部料口将所述配方材料送入所述进料控制结构中。所述喂料称配置相应的补料仓和上料装置，用于实现补料和上料功能，便于生产连续进行，所述配方材料的形状包括颗粒状。实施例3如上述所述的碳纤维成型设备，本实施例与其不同之处在于，如图2所示，所述配混结构3用于对所述待加工材料进行剪切、熔融；所述配混结构3包括：一电机31、一减速器32、一螺杆组件、一螺杆筒体33；所述电机31用于对配混过程提供动力，所述电机31的输出轴与所述减速器32的输入端相连接，所述减速器32的输出端与所述螺杆组件的固定端相连，所述减速器32用于带动所述螺杆组件绕轴线方向转动；所述螺杆组件包括由至少两根并排设置的螺杆构成，所述螺杆上设置有至少一种螺旋线，当所述待加工材料沿着所述螺旋线前进的方向运动时，设置多种形式的螺旋线，各种形式的螺旋线组合在一起，更利于对所述待加工材料的剪切；所述螺杆组件置于所述螺杆筒体33内部，所述螺杆筒体用于对配混过程提供实施空间，所述螺杆筒体33上留有至少2个通孔，所述通孔的布置位置与所述塑料上料结构和所述纤维上料结构的进料位置相对应，所述通孔包括第一进料通孔331和第二进料通孔332，所述第一进料通孔用于投入所述连续纤维，所述第二进料通孔，其用于投入所述配方材料，其中至少一个所述第一进料通孔位于所述第二进料通孔的
下游位置；所述第一进料通孔3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纤维成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据配方比例将配方材料投入第二进料通孔；S2：对所述配方材料剪切、加热，使其达到熔融状态；S3：将连续纤维投入位于所述第二进料通孔下游的第一进料通孔；S4：剪切连续纤维，使其形成纤维片段，同时与熔融状态的配方材料混合，形成注塑熔体；如果注射结构关闭，则进行步骤S5，如果注射结构开启，则进行步骤S6；S5：将所述注塑熔体输送进储射转接结构中，如果注射结构开启，则停止步骤S5转而进行步骤S6；S6：将所述注塑熔体输送到注射结构中；S7：当所述注塑熔体容量达到设定之后，注射。

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据配方比例将配方材料投入第二进料通孔；S2：对所述配方材料剪切、加热，使其达到熔融状态；S3：将连续纤维投入位于所述第二进料通孔下游的第一进料通孔；S4：剪切连续纤维，使其形成纤维片段，同时与熔融状态的配方材料混合，形成注塑熔体；如果注射结构关闭，则进行步骤S5，如果注射结构开启，则进行步骤S6；S5：将所述注塑熔体输送进储射转接结构中，如果注射结构开启，则停止步骤S5转而进行步骤S6；S6：将所述注塑熔体输送到注射结构中；S7：当所述注塑熔体容量达到设定之后，注射。2.根据权利要求1所述的碳纤维成型工艺，其特征在于，所述步骤S4投放的连续纤维剪切、加热时间短于所述配方材料的剪切、加热时间。3.根据权利要求1所述的碳纤维成型工艺，其特征在于，所述步骤S1所述的螺杆筒体由至少一个筒体组件组成。4.根据权利要求3所述的碳纤维成型工艺，其特征在于，所述筒体组件包括：开口筒体，其为所述筒体组件的其中一种结构形式，用于构成所述螺杆筒体；所述开口筒体上...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈炽辉，刘玉鹏，张洪，施海明，邹骞，沈明聪，
申请(专利权)人：宁波伯乐智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33