一种丝束预浸带缠绕铺放工艺制造技术

本发明专利技术公开一种丝束预浸带缠绕铺放工艺，适应于使用碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、超高分子聚乙烯纤维等特种纤维的丝束预浸带做回转体制件的缠绕与铺放。本工艺是采用丝束预浸带和改良的纤维缠绕工艺，形成一种新的缠绕铺放工艺，替代传统湿法缠绕工艺，极大提升缠绕工艺的效率、厂房洁净、产品性能与质量，提升各类采用纤维缠绕工艺的制品(如各类复合材料气瓶，复合材料管件)的性能、品质及生产效率，同时可实现传统缠绕工艺不能实现的零度角铺放功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于复合材料领域，是纤维增强树脂复合材料的新的材料形态及工艺，替代现有的复合材料形态及缠绕工艺，可以完成效率更高，性能更优秀，成本更低及零度角铺放的复合材料回转体制件。
技术介绍
纤维缠绕是复合材料的传统与经典的工艺，也是一个纤维到制件的直接工艺，由于工艺路线简洁，是一个低成本，大规模生产的好工艺，传统的缠绕工艺是采用湿法工艺，把纤维导入到液体的树脂槽中，浸润树脂后，利用挤压辊把多余树脂挤掉，然后在制件模芯上完成缠绕。传统的湿法缠绕有很多弊端，树脂需要现场配制，液体树脂污染设备，每班需清理，工作环境差，现场脏乱；由于纤维在树脂槽浸润需要时间，同时模芯高速旋转的离心力，会把液体树脂甩出，所以，缠绕机速度上不去，生产效率低下；对于比较脆弱的纤维，比如碳纤维，在树脂浸润中，会积累毛丝，这些毛丝不及时清理，又会增加新进入树脂槽纤维更多的毛丝，导致产品品质下降；湿法缠绕过程纤维会滑动，导致产品外观与质量问题；由于是液体树脂，固化过程需要旋转制件，以防止流淌；由于树脂的不均与，只能发挥纤维的部分力学性能，制件的力学性能离散大，设计时取的安全系数高，导致材料成本高；缠绕工艺是通过模芯的旋转运动，把纤维缠绕到模芯的，带液体树脂的纤维与模芯或之前缠绕层的粘合力也不够，所以，传统的缠绕工艺不能实现与模芯轴向平行(或零度角)方向的纤维排列的，零度方向不能有平行纤维去增强，这就纤维了缠绕工艺的适用范围，所有这些问题，都需要有新的复合材料形态和改良的丝束预浸带缠绕铺放工艺来解决。
技术实现思路
本专利技术就继承了传统缠绕工艺的基础优势，采用新的复合材料形态-丝束预浸带，大大简化了缠绕工艺和设备，同时克服了湿法缠绕工艺的诸多弊病，由于零度角的纤维铺放，为缠绕工艺开拓了更广阔的应用空间。本专利技术要解决的问题是通过以下的技术方案来实现的：采用复合材料新形态，碳纤维、玻璃纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯等纤维的丝束预浸带材料作为原料，而非这些纤维的干丝形态，通过恒张力切向放卷，把一根或多根丝束预浸带牵引到引导头上，随着模芯的转动，丝束预浸带在模芯上实现缠绕，模芯停止转动时，带有弹性压辊的引导头把丝束预浸带压在模芯上，往复运动，在折返的地方切断丝束预浸带，重新生头，用压辊压着预浸带向另一个方向铺放，由于丝束预浸带的粘性，可以很好地粘接在模芯或之前缠绕层上。本专利技术的有益效果：消除了传统的湿法缠绕的诸多弊端，极大地提升了缠绕工艺的工作效率，制品质量，创造干净整洁的车间环境，更大比例地释放了增强纤维的力学性能，可以在同等力学性能要求下，降低材料的用量，最终实现比湿法工艺更低的成本，同时增加的零度角铺放功能，可拓展缠绕工艺的力学空间，扩大了工艺的适用面。附图说明图1.是传统湿法缠绕工艺，主要包括1.纱架；2.树脂槽；3.多余树脂挤压；4.引导，5.缠绕制件图2是丝束预浸带缠绕铺放工艺，主要包括1.纱架；2.引导头，3.缠绕制件，其中2.引导头包括一个弹性压辊和丝束预浸带切断及重新生头装置。图3、图4是丝束预浸带缠绕铺放制件和实物。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进一步说明，但本专利技术的实施方式不限于此。图1是传统的湿法缠绕工艺，图2是丝束预浸带缠绕铺放工艺，除了上述描述的差异，仅从设备流程上，丝束预浸带缠绕的设备也大为简洁。实施例本专利技术一种丝束预浸带缠绕铺放工艺，如图2所示。丝束预浸带通过恒张力切线放卷纱架(1)，把一根或多根丝束预浸带牵引到引导头(2)上，随着模芯的转动，丝束预浸带在模芯上实现缠绕，形成缠绕制件(3)，模芯停止转动时，带有弹性压辊的引导头把丝束预浸带压在模芯上，往复运动，在折返的地方切断丝束预浸带，重新生头，用压辊压着预浸带向另一个方向铺放，由于丝束预浸带的粘性，可以很好地粘接在模芯或之前缠绕层上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种丝束预浸带缠绕铺放工艺，其特征在于：采用碳纤维、玻璃纤维、芳纶及超高分子量聚乙烯等特种纤维制备的丝束预浸带，通过恒张力放卷和丝束预浸带引导头，将丝束预浸带缠绕在模芯上，制造各类复合材料回转体零件，同时可以实现零度铺放的功能。

【技术特征摘要】
1.一种丝束预浸带缠绕铺放工艺，其特征在于：采用碳纤维、玻璃纤维、芳纶及超高分子量聚乙烯等特种纤维制备的丝束预浸带，通过恒张力放卷和丝束预浸带引导头，将丝束预浸带缠绕在模芯上，制造各类复合材料回转体零件，同时可以实现零度铺放的功能。2.根据权利要求1所述的一种丝束预浸带缠绕铺放工艺，其特征在于：采用丝束预浸带材料，而非没有经过树脂浸润的干的纤维材料。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：林刚，陈雯娜，张永福，
申请(专利权)人：广州赛奥碳纤维技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44