一种提高纤维单向铺设展丝效果的工艺方法技术

本发明专利技术涉及一种提高纤维单向铺设展丝效果的工艺方法，具体工艺步骤如下：首先，预设气缸压力，选用合适的关节轴承弧形压辊，然后将浸胶后的纤维开始单向铺设，启动压力气缸，使得压辊紧压于定型圆筒上的纤维丝束进行均匀展丝，最后关闭压力气缸，使得压辊抬起，与展开的丝束和定型圆筒分离。这种展丝工艺与方法，避免了现有固定辊展丝工艺中纤维表面受到较大磨损的缺陷，不仅能将厚薄不匀的丝束均匀展开，而且使展丝宽度增加30％左右，纤维UD材料厚度降低15％左右，产品综合抗冲击性能提高20％左右，也能对3000dtex以上的大丝束进行均匀展丝，有利于减轻制品重量、降低产品成本、实施规模化与自动化生产等。

A Process for Improving the Effect of Fiber One-way Laying and Wire Development

The invention relates to a process method for improving the effect of filament unfolding in one-way fibre laying. The specific process steps are as follows: firstly, preset cylinder pressure, select suitable arc roller of joint bearing, then start one-way fibre laying after dipping glue, start the pressure cylinder, so that the filament tow on the fixed cylinder is evenly unfolded, and finally close the pressure cylinder, so as to make the filament unfolding uniformly. The roller is lifted and separated from the unfolded tow and the shaped cylinder. This process and method can avoid the defect that the surface of the fibers in the existing fixed roll process suffers from greater wear and tear. It can not only spread the uneven thickness of the tows evenly, but also increase the width of the tows by about 30%, decrease the thickness of UD material by about 15%, improve the comprehensive impact resistance by about 20%, and even develop the tows above 3000dtex. It can reduce the weight of products, reduce the cost of products, implement large-scale and automated production, etc.

【技术实现步骤摘要】
一种提高纤维单向铺设展丝效果的工艺方法
本专利属于纤维复合材料
，涉及一种在纤维单向铺设过程中，提高纤维展丝效果的工艺方法。
技术介绍
纤维复合材料产品生产过程中，为了充分发挥纤维的强力与模量等性能，提高产品的整体质量，最好采用纤维单向铺设结构(也称UD结构)，在这种结构中，每层的每束纤维都顺直排列，同样粗细的一种纤维均匀展丝的宽度越大，说明纤维展丝效果越好，纤维对材料质量的贡献率就越高。现有的纤维单向铺设主要生产工艺是纤维退绕、丝束浸胶、固定辊展丝、圆筒定型等工序，是让纤维丝束带胶铺设在圆筒之前，通过一根固定辊，以加大纤维张力强行展丝，由于张力大、摩擦力强，不但对纤维表面磨损较大，而且展丝宽度较窄，展丝均匀程度较低，一束丝中经常出现隙缝，特别是纤维丝束大于3000dtex时，会明显出现展丝厚薄不匀的现象，这样既会影响纤维UD材料的稳定性与一致性，也会降低纤维原料的利用效率，给产品的性能保障与成本控制带来许多不确定因素。
技术实现思路
本专利技术是为了克服以上技术缺陷而提供的一种使用压力气缸与关节轴承弧形压辊，对单向铺设过程中的纤维丝束进行均匀展丝的工艺方法，不仅能提高纤维排列的均匀性与一致性，保障纤维复合材料的表观质量与安全性能，而且能提高纤维材料的利用率，适应大、小丝束纤维的展丝，降低生产成本，是一种简捷有效的工艺方法。由于本专利技术中使用的压力气缸的压力指标和弧形压辊型号可以根据展丝需求设定与选用，不但能使弧形压辊对定型圆筒上的纤维丝束保持均匀压力进行展丝，而且由于弧形压辊中使用了关节轴承，能在纤维沿定型圆筒表面行进的左右方向均匀提供推展力，进一步将厚薄不匀的丝束均匀展开，这样既避免了展丝过程中纤维表面受到硬伤，保护了纤维强力与模量，也有效均匀地展开了纤维丝束，展丝均匀效果明显好于现有的固定辊展丝技术，纤维展丝宽度增加30％左右，纤维UD材料厚度降低15％左右，产品综合抗冲击性能提高20％左右，同时也能对大丝束纤维进行展丝，所以使用这种新的展丝工艺方法生产同样抗冲击力要求的装甲制品，可以提高表观质量，减轻制品重量，有效降低成本。本专利技术为了实现上述目的而提供的技术方案包括，一种使用压力气缸与关节轴承弧形压辊，对单向铺设过程中的纤维丝束进行均匀展丝的工艺方法步骤如下：首先，可以根据不同纤维品质与单向铺设单层厚度等指标，来设计展丝张力控制，设定气缸压力指标，选用不同型号的关节轴承弧形压辊；然后，在一个纤维单向铺设的装置上，采用软件编程后利用主动运行的定型圆筒自动牵引一种或多种纤维(可以是PBO纤维，也可以是芳纶纤维，也可以是超高分子量聚乙烯纤维，也可以是高强玻璃纤维，也可以是玄武岩纤维，也可以是碳纤维，也可以同时使用上述两种或两种以上纤维)纱线经过胶槽，使得适量浸胶的纤维开始围绕定型圆筒连续进行在线单向铺设与定型；此时，启动压力气缸，使得关节轴承弧形压辊紧贴于定型圆筒上的纤维丝束，弧形压辊一边被动旋转一边紧压纤维丝束进行展丝，直至展丝工作结束；最后，关闭压力气缸，使得关节轴承弧形压辊抬起，完全与丝束和定型圆筒分离。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：由于展丝的弧形压辊装置中使用了压力气缸和关节轴承，使得纤维丝束在受到压辊与圆筒之间上下压力进行展丝的同时，还受到圆筒上与纤维行进的左右方向的关节轴承弧形压辊推力展丝，这些都能均匀有效地将厚薄不匀的丝束展开，既避免了现有固定辊强行展丝工艺中纤维受到损伤，保护了纤维强力与模量，也有效均匀地展开了纤维丝束，展丝效果明显好于现有的固定辊展丝技术，纤维展丝宽度增加30％左右，纤维UD材料厚度降低15％左右，产品综合抗冲击性能提高20％左右，同时也适合对大丝束纤维进行展丝，所以使用这种新的展丝工艺方法生产同样抗冲击力要求的装甲制品，可以明显减轻制品重量，有效降低成本，有利于产品的规模化、自动化生产。附图说明图1是本专利技术实施的使用压力气缸与关节轴承弧形压辊进行均匀展丝的示意图。具体实施方式一种提高纤维单向铺设展丝效果的工艺方法步骤如下：首先，针对纤维UD材料具体抗冲击性能要求，可以根据不同纤维品质与单向铺设单层厚度等指标，来设计展丝张力控制，设定气缸压力指标，选用不同型号的关节轴承弧形压辊。在一个纤维单向铺设的装置上，采用软件编程后利用主动运行的定型圆筒自动牵引一股或多股纤维纱线经过胶槽，使得适量浸胶的纤维围绕定型圆筒连续进行在线单向铺设与定型。此时，启动压力气缸，使得关节轴承弧形压辊紧贴于定型圆筒上的纤维丝束，弧形压辊一边被动旋转，一边对纤维丝束施加上下压力或左右推力进行展丝，直至展丝工作结束。最后，关闭压力气缸，使得关节轴承弧形压辊抬起，与展开的丝束和定型圆筒完全分离。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用压力气缸与关节轴承弧形压辊，提高纤维单向铺设展丝效果的工艺方法，其特征在于，具体工艺步骤如下：首先，针对纤维UD材料具体要求，可以根据不同纤维品质与单向铺设的单层厚度等指标，来设计展丝张力控制，调节气缸压力指标，选用不同型号的关节轴承弧形压辊；然后，在一个纤维单向铺设的装置上，采用软件编程后利用主动运行的定型圆筒自动牵引一种或多种纤维(可以是PBO纤维，也可以是芳纶纤维，也可以是超高分子量聚乙烯纤维，也可以是高强玻璃纤维，也可以是玄武岩纤维，也可以是碳纤维，也可以同时使用上述两种或两种以上纤维)纱线经过胶槽，使得适量浸胶的纤维围绕定型圆筒连续进行在线单向铺设与定型；同时，启动压力气缸，使得关节轴承弧形压辊紧贴于定型圆筒上的纤维丝束，弧形压辊一边被动旋转一边紧压纤维丝束进行展丝，直至展丝工作结束；最后关闭压力气缸，使得关节轴承弧形压辊抬起，完全离开已展开的丝束和定型圆筒。

【技术特征摘要】
1.一种使用压力气缸与关节轴承弧形压辊，提高纤维单向铺设展丝效果的工艺方法，其特征在于，具体工艺步骤如下：首先，针对纤维UD材料具体要求，可以根据不同纤维品质与单向铺设的单层厚度等指标，来设计展丝张力控制，调节气缸压力指标，选用不同型号的关节轴承弧形压辊；然后，在一个纤维单向铺设的装置上，采用软件编程后利用主动运行的定型圆筒自动牵引一种或多种纤维(可以是PBO纤维，也可以是芳纶纤维，也可以是超...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢雄军，
申请(专利权)人：谢雄军，
类型：发明
国别省市：北京,11