本发明专利技术公开了一种，热塑性复合材料夹层结构的连续化成型装置，包括上蒙皮预处理装置、下蒙皮预处理装置、芯层预处理装置、上蒙皮浸渍模具、下蒙皮浸渍模具、芯层浸渍模具、芯层定型装置、芯层传输装置、夹层成型辊以及双钢压带机。还公开了，热塑性复合材料夹层结构的连续化成型方法。本发明专利技术通过一套设备直接将纤维原料和树脂基体原料制备成为成品，与现有的夹层机构相比，制造难度低，制造效率大幅度提高，可用于连续化、批量化、工业化生产，且制得的热塑性复合材料夹层结构强度提高，抗压、抗弯、抗分层等性能较好。分层等性能较好。分层等性能较好。
【技术实现步骤摘要】
热塑性复合材料夹层结构的连续化成型装置及成型方法
[0001]本专利技术属于夹层复合材料领域，尤其是一种热塑性复合材料夹层结构的连续化成型装置及成型方法。
技术介绍
[0002]在夹层结构复合材料中使用低密度夹芯结构材料可增加层合板的厚度，同时可以大幅度提高层合板的刚度，因此，该类型结构复合材料被广泛应用于航空航天、船舶制造和军工等领域。目前，夹芯结构材料的类型主要硬质泡沫、蜂窝、轻木和瓦楞结构；虽然上述夹芯结构材料作为夹芯材质已在不同领域得到应用，但因其自身结构的缺点，使得其应用领域的扩展受到限制。
[0003]CN105172280B公开了一种蜂窝夹芯板复合材料，从上之下依次为上蒙皮、上表面胶、蜂窝夹芯、下表面胶和下蒙皮，蜂窝芯层和面板的胶结性能较弱且需要防水处理。
[0004]CN202010161728公开了
‑
波型格构腹板增强复合材料夹芯结构及制备方法，包括芯材、波型格构腹板和纤维面板层，芯材的上下表面包裹纤维布并与树脂固化形成纤维面板层。这种结构的芯层厚度大，重量大。
[0005]CN201820843247公开了一种可埋管线的空腔复合材料夹芯板，包括上面板和下面板，上面板和下面板之间设置了多个断面呈梯形的管，且上面板、下面板和管均为纤维增强复合材料。这种结构的多个梯形管之间并非连为一体，制造难度大。
[0006]CN201110231438公开了一种复合材料制作的点阵夹芯板，其芯子由多个嵌条组构成，每个嵌条组包括第一嵌条和第二嵌条，第一嵌条和第二嵌条卡接，拼接难度大，制造效率低下。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的在于提供一种热塑性复合材料夹层结构的连续化成型装置及成型方法，采用一套设备就能够一次性将芯层以及夹层结构制造为产品，制造非常方便，可实现连续化制造，效率高。
[0008]本专利技术的目的是这样实现的：热塑性复合材料夹层结构的连续化成型装置，包括上蒙皮预处理装置、下蒙皮预处理装置、芯层预处理装置、上蒙皮浸渍模具、下蒙皮浸渍模具、芯层浸渍模具、芯层定型装置、芯层传输装置、夹层成型辊以及双钢压带机；
[0009]所述芯层预处理装置、芯层浸渍模具、芯层定型装置、夹层成型辊以及双钢压带机依次设置，所述芯层定型装置包括一组热压定型辊和一组冷压定型辊，所述热压定型辊和冷压定型辊的外壁均设置有均匀的定型齿，所述定型齿的长度方向为热压定型辊和冷压定型辊的轴向，且定型齿的断面呈梯形；
[0010]所述上蒙皮预处理装置和上蒙皮浸渍模具相连，所述下蒙皮预处理装置与下蒙皮浸渍模具相连，上蒙皮浸渍模具和下蒙皮浸渍模具分别位于芯层传输装置的上方和下方。
[0011]进一步地，所述上蒙皮预处理装置、下蒙皮预处理装置和芯层预处理装置相同，且
均包括依次设置的纱架、纤维预紧装置、展纱装置。
[0012]进一步地，所述展纱装置与芯层浸渍模具之间设置有纤维定宽辊。
[0013]进一步地，所述纤维预紧装置与展纱装置之间设置有第一预热装置。
[0014]进一步地，所述上蒙皮浸渍模具、下蒙皮浸渍模具和芯层浸渍模具均连接有挤出机。
[0015]进一步地，所述上蒙皮浸渍模具与夹层成型辊之间设置有上导向辊，所述下蒙皮浸渍模具与夹层成型辊之间设置有下导向辊。
[0016]进一步地，所述上蒙皮浸渍模具与夹层成型辊之间、下蒙皮浸渍模具与夹层成型辊之间设置有第二预热装置。
[0017]进一步地，还包括切割机，所述夹层成型辊、双钢压带机以及切割机依次设置。
[0018]采用上述热塑性复合材料夹层结构的连续化成型装置的夹层结构成型方法，向芯层浸渍模具、上蒙皮浸渍模具和下蒙皮浸渍模具中通入熔融的树脂基体，芯层纤维、上蒙皮纤维以及下蒙皮纤维分别经过芯层预处理装置、上蒙皮预处理装置和下蒙皮预处理装置预处理后，芯层纤维进入芯层浸渍模具，上蒙皮纤维进入上蒙皮浸渍模具，下蒙皮纤维进入下蒙皮浸渍模具，经过树脂基体的浸渍后形成上蒙皮、平面芯层和下蒙皮，热压定型辊和冷压定型辊先后对平面芯层进行挤压，得到梯形波形的芯层结构，芯层传输装置将芯层结构输送至夹层成型辊，夹层成型辊将上蒙皮压合固定在芯层结构的上表面，将下蒙皮压合固定在芯层结构的下表面，得到夹层结构，最后利用双钢压带机对夹层结构冷却定型。
[0019]进一步地，预处理包括依次对纤维原材料进行放卷、预紧以及展纤。
[0020]进一步地，对纤维原材料预紧后，利用第一预热装置将纤维原材料预热至80
‑
300℃。
[0021]进一步地，浸渍后，上蒙皮、平面芯层和下蒙皮的厚度范围0.1
‑
2mm、宽度8
‑
1000mm。
[0022]进一步地，芯层纤维、上蒙皮纤维以及下蒙皮纤维为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维和玄武岩纤维中的一种或者几种的混合。
[0023]进一步地，树脂基体为PP、PE、PA、PPS和PEEK塑料中的一种。
[0024]进一步地，热压定型辊的热压温度为低于树脂基体熔点10
‑
50℃，冷压定型辊的冷压温度为50
‑
100℃。
[0025]进一步地，在进入夹层成型辊之前，将上蒙皮和下蒙皮预热至200
‑
280℃。
[0026]本专利技术的有益效果是：1、本专利技术的夹层结构重量轻，采用了纤维进行增强，强度提高，抗压、抗弯等性能较好。2、抗分层：上蒙皮、下蒙皮和芯层结构为同一种材质且提供Z向纤维增强，较传统的夹层结构复合材料具有较强的抗分层能力。3、产品形式多样化：增强可为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维和者玄武岩纤维中的一种或者几种的混合形式，树脂基体可采用聚丙烯、聚乙烯、尼龙、聚苯硫醚和聚醚醚酮等，实现了产品形式的多样化；使本专利技术的瓦楞结构可以用在不同的工况下。4、通过“热
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冷”定型辊的作用，将芯层结构材料的内应力均匀释放。5、通过一套设备直接将纤维原料和树脂基体原料制备成为成品，与现有的夹层机构相比，制造难度低，制造效率大幅度提高，可用于连续化、批量化、工业化生产。
附图说明
[0027]图1是本专利技术夹层结构的示意图；
[0028]图2是芯层结构的断面示意图；
[0029]图3是本专利技术制备装置的示意图；
[0030]图4是本专利技术热压定型辊和冷压定型辊的示意图；
[0031]图5是本专利技术上蒙皮浸渍模具、下蒙皮浸渍模具和芯层浸渍模具的俯视示意图；
[0032]附图标记：1—纱架；2—纤维预紧装置；3—第一预热装置；4—展纱装置；5—纤维定宽辊；6—芯层浸渍模具；7—热压定型辊；8—冷压定型辊；9—芯层结构；10—芯层传输装置；11—上蒙皮浸渍模具；12—上导向辊；13—夹层成型辊；14—双钢压带机；15—切割机；16—下导向辊；17—下蒙皮浸渍模具；20—定型齿；30—挤出机；40—第二预热装置；100—芯层纤维；110—上蒙皮纤维；120—下蒙皮纤维；130—上本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.热塑性复合材料夹层结构的连续化成型装置，其特征在于：包括上蒙皮预处理装置、下蒙皮预处理装置、芯层预处理装置、上蒙皮浸渍模具(11)、下蒙皮浸渍模具(17)、芯层浸渍模具(6)、芯层定型装置、芯层传输装置(10)、夹层成型辊(13)以及双钢压带机(14)；所述芯层预处理装置、芯层浸渍模具(6)、芯层定型装置、夹层成型辊(13)以及双钢压带机(14)依次设置，所述芯层定型装置包括一组热压定型辊(7)和一组冷压定型辊(8)，所述热压定型辊(7)和冷压定型辊(8)的外壁均设置有均匀的定型齿(20)，所述定型齿(20)的长度方向为热压定型辊(7)和冷压定型辊(8)的轴向，且定型齿(20)的断面呈梯形；所述上蒙皮预处理装置和上蒙皮浸渍模具(11)相连，所述下蒙皮预处理装置与下蒙皮浸渍模具(17)相连，上蒙皮浸渍模具(11)和下蒙皮浸渍模具(17)分别位于芯层传输装置(10)的上方和下方。2.根据权利要求1所述的热塑性复合材料夹层结构的连续化成型装置，其特征在于：所述上蒙皮预处理装置、下蒙皮预处理装置和芯层预处理装置相同，且均包括依次设置的纱架(1)、纤维预紧装置(2)、展纱装置(4)。3.根据权利要求2所述的热塑性复合材料夹层结构的连续化成型装置，其特征在于：所述展纱装置(4)与芯层浸渍模具(6)之间设置有纤维定宽辊(5)；所述纤维预紧装置(2)与展纱装置(4)之间设置有第一预热装置(3)；所述上蒙皮浸渍模具(11)、下蒙皮浸渍模具(17)和芯层浸渍模具(6)均连接有挤出机(30)；所述上蒙皮浸渍模具(11)与夹层成型辊(13)之间设置有上导向辊(12)，所述下蒙皮浸渍模具(17)与夹层成型辊(13)之间设置有下导向辊(16)；所述上蒙皮浸渍模具(11)与夹层成型辊(13)之间、下蒙皮浸渍模具(17)与夹层成型辊(13)之间设置有第二预热装置(40)。4.根据权利要求1所述的热塑性复合材料夹层结构的连续化成型装置，其特征在于：还包括切割机(15)，所述夹层成型辊(13)、双钢压带机(14)以及切割机(15)依次设置。5.采用权利要求1所述热塑性复合材料夹层结构的连续化成型装置的夹层...
【专利技术属性】
技术研发人员：张守玉，杨杰，王孝军，陈同海，水锋，
申请(专利权)人：南京特塑复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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