一种碳纤维预浸材制作设备制造技术

本申请公开了一种碳纤维预浸材制作设备，包含一碳纤维线材卷绕装置、一气体电浆喷射装置和一高分子流体含浸装置。碳纤维线材卷绕装置具有至少一套接有一碳纤维线材卷的滚筒；气体电浆喷射装置具有一喷嘴，用以对自碳纤维线材卷绕装置拉出的一碳纤维单线喷射一气体电浆；高分子流体含浸装置供应一高分子流体，用以对经过气体电浆喷射的碳纤维单线含浸一高分子流体后收编成一碳纤维预浸材。碳纤维单线于喷嘴附近的长度方向和气体电浆于喷嘴的喷射方向实质垂直。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维预浸材制作设备
本申请属于碳纤维制品成型
，具体地说，涉及一种碳纤维预浸材的制作设备。
技术介绍
碳纤维制品是以碳纤维复合材所制作的产品，碳纤维复合材是碳纤维和高分子、金属、陶瓷等材料复合而成，碳纤维制品在航天、军工、电子等诸多领域都有着很广泛的应用。其中，碳纤维和高分子的复合材，因具有低成本、高强度和轻质量的优点，在民生产业的应用上最为常见，例如自行车、网球拍和羽毛球杆等。已知碳纤维和高分子的复合材是依各种方式将热固性树脂如环氧树脂(epoxyresin)或热塑性树脂附着于碳纤维层上后固化成型为碳纤维复合材的基材。这些附着的方式主要分为湿式附着，例如预浸，或干式附着，例如热压。就采湿式预浸附着的成型法而言，碳纤维于树脂中的浸泡均匀度往往不足，因而导致固化后的碳纤维复合材中产生很多孔洞，这些孔洞降低了复合材的整体强度。为了避免此问题产生，有人尝试将浸泡时间拉长，但却导致制作时间成本增加并降低了生产效率。因此，有需要对现有碳纤维预浸材的制作设备进行改良。
技术实现思路
有鉴于上述问题，本技术提供一种碳纤维预浸材制作设备，用以制作一孔洞率小于1％的碳纤维预浸材。一实施态样中，本技术提出一种碳纤维预浸材制作设备，包括一碳纤维线材卷绕装置、一气体电浆喷射装置和一高分子流体含浸装置。碳纤维线材卷绕装置具一碳纤维单线抽出单元和远离碳纤维单线抽出单元设置的一第一碳纤维单线传输单元，碳纤维单线抽出单元具有至少一第一滚筒，第一滚筒上套接一碳纤维线材卷，第一碳纤维单线传输单元具有一第二滚筒，碳纤维线材卷拉伸出的碳纤维单线由第二滚筒接收后传输。气体电浆喷射装置邻近第一碳纤维单线传输单元设置，具有一喷嘴和一和喷嘴连接的电浆产生单元，电浆产生单元制造并输出气体电浆至喷嘴，喷嘴用以对由第二滚筒接收的碳纤维单线喷射一气体电浆。高分子流体含浸装置邻近气体电浆喷射装置设置，具有一高分子流体含浸单元、一第二碳纤维单线传输单元和一碳纤维预浸材集合单元，高分子流体含浸单元设置于第二碳纤维单线传输单元和碳纤维预浸材集合单元之间，第二碳纤维单线传输单元具有一第三滚筒，用以将经过气体电浆喷射后的碳纤维单线传输至高分子流体含浸单元，高分子流体含浸单元用以接收来自第三滚筒且经过气体电浆喷射的碳纤维单线，俾碳纤维单线含浸于一高分子流体中，碳纤维预浸材集合单元用以将贴附有经过高分子流体含浸的碳纤维单线的一离型纸收编成卷。途经喷嘴附近的碳纤维单线的长度方向和气体电浆于喷嘴的喷射方向实质垂直，且喷嘴距离碳纤维单线的最短距离为1公分至2公分。可选地，喷嘴距离碳纤维单线的最短距离为1.5公分。可选地，气体电浆为空气电浆、氧气电浆、氢气电浆、氩气电浆、氦气电浆和氮气电浆其中之一。一实施例中，高分子流体含浸单元具有一内盛有高分子流体的高分子流体含浸槽，高分子流体含浸槽的槽体侧壁上凸设有复数个滚动杆，用以供碳纤维单线含浸于高分子流体含浸槽时抵靠。一实施例中，碳纤维预浸材集合单元具有一第四滚筒，第四滚筒套设一提供离型纸的离型纸卷，离型纸上具有黏着剂，第四滚筒用以将经过高分子流体预浸的碳纤维单线收编在离型纸上成卷。一实施例中，远离第四滚筒的滚动杆的彼此间距大于邻近第四滚筒的滚动杆的彼此间距。另一实施态样中，碳纤维单线抽出单元具有两个以上彼此间隔一定距离的第一滚筒，所有第一滚筒的碳纤维线材卷拉伸出的碳纤维单线由第二滚筒接收后形成一碳纤维束。一实施例中，高分子流体含浸单元具有紧邻设置的一第一热压滚筒和一第二热压滚筒，第一热压滚筒的中心位置高于第二热压滚筒的中心位置，用以对经过气体电浆喷射后的碳纤维束、离型纸和一涂布有高分子流体的另一离型纸进行热压。一实施例中，碳纤维预浸材集合单元具有一第五滚筒，用以将经过热压的碳纤维束和离型纸收编成卷。一实施例中，高分子流体含浸单元还具有一第一离型纸释放滚筒、一高分子涂布器、一支撑滚筒、一第二离型纸释放滚筒和一离型纸回收滚筒，第一离型纸释放滚筒和支撑滚筒之间、支撑滚筒和第一热压滚筒之间、第一热压滚筒和离型纸回收滚筒之间均间隔一定距离，第一离型纸释放滚筒的中心位置高于支撑滚筒的中心位置，支撑滚筒的中心位置高于第一热压滚筒的中心位置，第一离型纸释放滚筒上用以释放另一离型纸，俾另一离型纸被释放后依序经过且接触支撑滚筒和第一热压滚筒，最后被离型纸回收滚筒卷收，且高分子涂布器用以接触介于支撑滚筒和第一离型纸释放滚筒之间的另一离型纸，俾高分子涂布器释放高分子流体至另一离型纸上。综上所述，依照本技术提出的碳纤维预浸材的制作设备，利用气体电浆喷射装置对将来形成碳纤维预浸材的碳纤维线材施以一气体电浆喷射处理，藉以活化碳纤维的表面，提高碳纤维的表面黏着性。这样一来，当经过气体电浆喷射的碳纤维含浸于湿式制程或干式制程的高分子流体时，含浸均匀度可以被提升而具有最佳的高分子含浸效果，使得后来固化成型的碳纤维预浸材中不再具有孔洞或者仅有极少数孔洞，进而相对地提升了碳纤维预浸材的整体强度。依据实验数据显示，依此方式获得的固化成型的碳纤维预浸材的孔洞率小于1％。为让本技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。附图说明图1是根据本技术一第一实施例的碳纤维预浸材制作设备的示意图。图2是根据本技术一第二实施例的碳纤维预浸材制作设备的示意图。图3是根据本技术一第三实施例的碳纤维预浸材制作设备的示意图。具体实施方式为了使所属
的技术人员更好地理解本技术各实施例中的技术方案，下面将结合各实施例中的附图，对本技术各实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是一部分实施例，而不是全部的实施例。所属
的技术人员基于所揭示的实施例，所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。本技术提供一种碳纤维预浸材的制作设备，对于带有碳纤维的线材施以一气体电浆喷射程序，使线材中的碳纤维的表面活化，进而在后续的高分子流体含浸过程中，可以让高分子流体快速且完全地含浸于线材中各碳纤维丝间的空隙。请参见图1或图2，一实施例中，碳纤维预浸材的制作设备10或10a包括一碳纤维线材卷绕装置101、一气体电浆喷射装置102和一湿式高分子流体含浸装置103。这些实施例中，碳纤维线材卷绕装置101或101a固定装设于一第一工作平台1011上，气体电浆喷射装置102固定装设于一第二工作平台1021上，湿式高分子流体含浸装置103固定装设于一第三工作平台1031上。换言之，碳纤维线材卷绕装置101、气体电浆喷射装置102和湿式高分子流体含浸装置103分别固定装设于不同工作平台或工作架上。其他实施例中，碳纤维线材卷绕装置101、气体电浆喷射装置102和湿式高分子流体含浸装置103可以全部固定装设于同一个工作平台或工作架上。只要所有的装置能够协同工作，这些装置的固定装设方式不在此设限。请参见图3，另一实施例中，碳纤维预浸材的制作设备10b包括一碳纤维线材卷绕装置101、一气体电浆喷射装置102和一干式高分子流体含浸装置104。本实施例中，碳纤维线材卷绕装置101固定装设于一第一工作平台1011上，气体电浆喷射装置102固定装设于一第二工作平台1021上，干式高分子流体含浸装置104固定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纤维预浸材制作设备(10、10a、10b)，其特征在于，包括：一碳纤维线材卷绕装置(101、101a)，具一碳纤维单线抽出单元(1012、1012a)和远离所述碳纤维单线抽出单元(1012、1012a)设置的一第一碳纤维单线传输单元(1013)，所述碳纤维单线抽出单元(1012、1012a)具有至少一第一滚筒(20)，各个所述第一滚筒(20)上套接一碳纤维线材卷(200)，所述第一碳纤维单线传输单元(1013)具有一第二滚筒(30)，所述碳纤维线材卷(200)拉伸出的一碳纤维单线(201)由所述第二滚筒(30)接收后传输；一气体电浆喷射装置(102)，邻近所述第一碳纤维单线传输单元(1013)设置，具有一喷嘴(1022)和一和所述喷嘴(1022)连接的电浆产生单元(1023)，所述电浆产生单元制造并输出气体电浆至所述喷嘴(1022)，所述喷嘴(1022)用以对由所述第二滚筒(30)接收的所述碳纤维单线(201)喷射一气体电浆；和一高分子流体含浸装置(103、104)，邻近所述气体电浆喷射装置(102)设置，具有一高分子流体含浸单元(1032、1042)、一第二碳纤维单线传输单元(1033、1043)和一碳纤维预浸材集合单元(1034、1044)，所述高分子流体含浸单元(1032、1042)设置于所述第二碳纤维单线传输单元(1033、1043)和所述碳纤维预浸材集合单元(1034、1044)之间，所述第二碳纤维单线传输单元(1033、1043)具有一第三滚筒(40)，用以将经过所述气体电浆喷射后的所述碳纤维单线(201)传输至所述高分子流体含浸单元(1032、1042)，所述高分子流体含浸单元(1032、1042)用以接收来自所述第三滚筒(40)且经过所述气体电浆喷射的所述碳纤维单线(201)，被所述碳纤维单线(201)含浸于一高分子流体(1032a、10422a)中，所述碳纤维预浸材集合单元(1034、1044)用以将贴附有经过所述高分子流体(1032a、10422a)含浸的所述碳纤维单线(201)的一离型纸(501、401) 收编成卷；其中，途经所述喷嘴(1022)附近的所述碳纤维单线(201)的长度方向和所述气体电浆于所述喷嘴(1022)的喷射方向实质垂直，且所述喷嘴(1022)距离所述碳纤维单线(201)的最短距离为1公分至2公分，且经固化成型的所述碳纤维预浸材的孔洞率小于1％。...

【技术特征摘要】
2018.05.18 TW 1072065851.一种碳纤维预浸材制作设备(10、10a、10b)，其特征在于，包括：一碳纤维线材卷绕装置(101、101a)，具一碳纤维单线抽出单元(1012、1012a)和远离所述碳纤维单线抽出单元(1012、1012a)设置的一第一碳纤维单线传输单元(1013)，所述碳纤维单线抽出单元(1012、1012a)具有至少一第一滚筒(20)，各个所述第一滚筒(20)上套接一碳纤维线材卷(200)，所述第一碳纤维单线传输单元(1013)具有一第二滚筒(30)，所述碳纤维线材卷(200)拉伸出的一碳纤维单线(201)由所述第二滚筒(30)接收后传输；一气体电浆喷射装置(102)，邻近所述第一碳纤维单线传输单元(1013)设置，具有一喷嘴(1022)和一和所述喷嘴(1022)连接的电浆产生单元(1023)，所述电浆产生单元制造并输出气体电浆至所述喷嘴(1022)，所述喷嘴(1022)用以对由所述第二滚筒(30)接收的所述碳纤维单线(201)喷射一气体电浆；和一高分子流体含浸装置(103、104)，邻近所述气体电浆喷射装置(102)设置，具有一高分子流体含浸单元(1032、1042)、一第二碳纤维单线传输单元(1033、1043)和一碳纤维预浸材集合单元(1034、1044)，所述高分子流体含浸单元(1032、1042)设置于所述第二碳纤维单线传输单元(1033、1043)和所述碳纤维预浸材集合单元(1034、1044)之间，所述第二碳纤维单线传输单元(1033、1043)具有一第三滚筒(40)，用以将经过所述气体电浆喷射后的所述碳纤维单线(201)传输至所述高分子流体含浸单元(1032、1042)，所述高分子流体含浸单元(1032、1042)用以接收来自所述第三滚筒(40)且经过所述气体电浆喷射的所述碳纤维单线(201)，被所述碳纤维单线(201)含浸于一高分子流体(1032a、10422a)中，所述碳纤维预浸材集合单元(1034、1044)用以将贴附有经过所述高分子流体(1032a、10422a)含浸的所述碳纤维单线(201)的一离型纸(501、401)收编成卷；其中，途经所述喷嘴(1022)附近的所述碳纤维单线(201)的长度方向和所述气体电浆于所述喷嘴(1022)的喷射方向实质垂直，且所述喷嘴(1022)距离所述碳纤维单线(201)的最短距离为1公分至2公分，且经固化成型的所述碳纤维预浸材的孔洞率小于1％。2.根据权利要求1所述的碳纤维预浸材制作设备(10、10a、10b)，其特征在于，所述喷嘴(1022)距离所述碳纤维单线(201)的最短距离为1.5公分。3.根据权利要求1所述的碳纤维预浸材制作设备(10、10a、10b)，其特征在于，所述气体电浆为空气电浆、氧气电浆、氢气电浆、氩气电浆、氦气电浆和氮气电浆其中之一。4.根据权利要求1所述的碳纤维预浸材制作设备(10、10a、10b)，其特征在于，所述高分子流体含浸单元(1032、1042)具有一内盛有所述高分子流体(1032a、10422a)的高分子流体含浸槽(1032b)，所述高分子流体含浸槽(1032b)的槽体侧壁上凸设有复数个滚动杆(1032c)，用以供所述碳纤维单线(201)含浸于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：江靖斌，林本贤，陈奕瀚，
申请(专利权)人：源川国际股份有限公司，
类型：新型
国别省市：中国台湾,71