一种用于高效固化碳纤维预浸料的设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于高效固化碳纤维预浸料的设备，涉及固化碳纤维预浸料设备技术领域。用于高效固化碳纤维预浸料的设备包括固化装置和制氮装置，制氮装置的出气端和固化装置连通；固化装置包括壁体、驱动机构、压板组件和阵列微波发生器，压板组件和驱动机构分别安装于壁体的内部，压板组件设有压缩腔，压缩腔用于容纳碳纤维预浸料，压板组件用于压缩碳纤维预浸料，驱动机构用于驱动压板组件压缩或释放碳纤维预浸料；阵列微波发生器包括多个微波源，多个微波源分别阵列设置于压板组件的顶面和底面。本实用新型专利技术用于高效固化碳纤维预浸料的设备，操作简单，能够显著提高碳纤维预浸料的固化效率和降低能耗。料的固化效率和降低能耗。料的固化效率和降低能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高效固化碳纤维预浸料的设备


[0001]本技术涉及固化碳纤维预浸料
，尤其涉及一种用于高效固化碳纤维预浸料的设备。

技术介绍

[0002]在碳纤维保温毡的工业生产中，浸入树脂后的碳纤维经过固化成型工艺，之后再进入真空高温炉中进行高温处理工艺，经过机械加工得到最终的产品。其中，将树脂通过喷淋、刷涂和浸泡等方式浸入碳纤维毡得到碳纤维预浸料，将碳纤维预浸料固定于模具上，再加热进行固化。
[0003]传统工业化生产中，固化方法有两种，第一种方法为放入大型热风鼓风烘箱，设定90～250℃温度后，经过20～30h完成固化，此种方法适用于目前所有尺寸的碳纤维保温毡制作，这种固化方法在制作平板保温毡时须人工完成每块毡的尺寸固定。第二种方法为放入热压机，计算得到所需固化的尺寸，调整压板之间的间隔，让压板间隔达到所需要的距离后，设定温度为90～250℃，经过10～20h完成固化，此种方法适用于硬质碳纤维保温平板的制作。以上两种固化方法均为热传导方式，采用热传导方式对碳纤维预浸料进行加热固化，随着碳纤维预浸料尺寸越大，中心温度越难以达到设定好的固化温度，为了使大尺寸碳纤维预浸料完全固化，需要耗费大量时间在固化过程中，同时也耗费大量的电力用于加热、保温过程，导致现有工艺的效率较低，随着产量的提升，现有设备难以满足生产需要。
[0004]由于传统工业化生产中，固化的效率较低，能耗高，且容易导致固化不均匀，逐渐被现有微波热压处理所取代。微波加热技术与传统加热固化方式不同，物体吸收微波后，内部偶极分子高频往复运动，产生“内摩擦热”而使被加热物料温度升高，不须传统的热传导过程，就能使物料内外部同时加热、同时升温，加热速度快且均匀。
[0005]现有使用微波固化碳纤维预浸料的技术中，大多数需要技术人员将碳纤维预浸料放置在带有微波源的压力罐中，使用真空袋成型方法，同时施加微波进行固化，此方法能够较好的固化小尺寸碳纤维预浸料，但也存在诸多问题，此方法流程较繁琐，每一块碳纤维预浸料都需要在真空袋中进行抽真空操作，固化效率较低，在有模具的情况下，会导致固化难以完成，同时此方法成本高，随着固化的预浸料尺寸加大，罐体的体积将设计得更大，不适用于大批量固化大尺寸碳纤维预浸料。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提出一种用于高效固化碳纤维预浸料的设备，操作简单，能够显著提高碳纤维预浸料的固化效率和降低能耗，解决了现有设备固化操作繁琐、效率低和能耗高的问题。
[0007]为达此目的，本技术采用以下技术方案：
[0008]一种用于高效固化碳纤维预浸料的设备，包括固化装置和制氮装置，所述制氮装置的出气端和所述固化装置连通；
[0009]所述固化装置包括壁体、驱动机构、压板组件和阵列微波发生器，所述压板组件和所述驱动机构分别安装于所述壁体的内部，所述压板组件设有压缩腔，所述压缩腔用于容纳碳纤维预浸料，所述压板组件用于压缩碳纤维预浸料，所述驱动机构用于驱动所述压板组件压缩或释放碳纤维预浸料；
[0010]所述阵列微波发生器包括多个微波源，多个所述微波源分别阵列设置于所述压板组件的顶面和底面。
[0011]进一步的，所述压板组件由多个压板组成，多个压板分别为上压板、下压板和至少一个中间压板，所述上压板位于所述壁体的顶部、所述下压板位于所述壁体的底部，所述中间压板位于所述上压板和所述下压板之间，所述上压板下压板和所述中间压板分别间隔设置于所述壁体的内部，且所述下压板和所述中间压板分别可沿着所述壁体的内部上下移动，所述上压板、所述下压板和所述中间压板之间分别构成压缩腔，碳纤维预浸料放置于所述下压板或所述中间压板的表面；
[0012]所述驱动机构和所述下压板连接；
[0013]多个所述微波源分别阵列设置于所述上压板的顶面和所述下压板的底面。
[0014]进一步的，所述固化装置还包括导向机构，所述导向机构竖直设置于所述壁体的内部；所述导向机构的顶部安装于所述壁体的顶部，所述导向机构的底部安装于所述壁体的底部，所述导向机构用于对所述压板组件的移动进行导向。
[0015]进一步的，所述导向机构包括立柱和多个弹簧，立柱依次穿过所述上压板、中间压板和下压板，所述立柱的顶部安装于所述壁体的顶部，所述立柱的底部安装于所述壁体的底部；
[0016]多个所述弹簧分别套设于所述立柱的外部，且所述弹簧固定连接于相邻的两个所述压板之间。
[0017]进一步的，所述壁体包括门板，所述门板与所述壁体连接的一侧设有卡件，所述壁体与所述门板连接的一侧设有卡槽，所述卡件和卡槽相匹配，使所述门板可拆卸地安装于所述壁体的一侧；
[0018]所述门板设有进气口，所述制氮装置通过所述进气口和所述壁体的内部连通。
[0019]进一步的，所述制氮装置包括压缩过滤器、干燥塔、吸附塔、氮气罐、干燥塔控制系统和吸附塔控制系统，所述压缩过滤器、所述干燥塔、所述吸附塔和所述氮气罐依次连通，所述氮气罐的输出端和所述固化装置连通，所述干燥塔控制系统用于控制所述干燥塔，所述吸附塔控制系统用于控制吸附塔。
[0020]进一步的，所述压板的材料为石英、玻纤增强聚丙烯和聚四氟乙烯中的任意一种或多种的组合。
[0021]以上技术方案中的一个技术方案具有以下有益效果：
[0022]1、采用本方案的设备进行固化，操作更简单，通过压板组件和驱动机构的配合，可以对碳纤维预浸料进行压缩，则不再需要一个样品一个真空袋，同时也就不需要抽真空操作，不需要使用压力罐，固化装置已经形成了较密封的结构，仅需要通保护气体，并且能够满足直径大至2m大尺寸的预浸料固化，能满足大批量大尺寸碳纤维预浸料的固化，同时通过扩大设计，可满足直径为数米的碳纤维预浸料的固化。
[0023]2、本技术方案通过微波源的排列设计，将多个微波源分别阵列设置于碳纤维预浸
料的上方和下方，使施加的微波分布更均匀，减少了微波叠加区域，使微波不集中作用于较小区域，同时，步骤(2)中预热时，碳纤维预浸料上下方的微波源固化功率分别为150～250W，步骤(3)中固化时，碳纤维预浸料上下方的微波源固化功率分别为300～500W，降低了在预热和固化阶段微波的开启功率，使得碳纤维尖端放电的情况不再明显，避免在纤维尖端发生电弧现象，使得碳纤维外侧不再产生大面积高温，从而提升了微波固化的效果。
附图说明
[0024]图1是本技术一个实施例用于高效固化碳纤维预浸料的设备的结构示意图(拆卸门体后)；
[0025]图2是本技术一个实施例用于高效固化碳纤维预浸料的设备中制氮装置的结构示意图；
[0026]图3是图1所示固化装置中门板的结构示意图；
[0027]图4是图1所示固化装置中壁体和门板的截面图；
[0028]其中：固化装置1、壁体11、驱动机构12、压板组件13、阵列微波发生器14、导向机构15、固化装置控制系统16、门板111、卡槽112、上压板131、下压板132、中间压板13本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于高效固化碳纤维预浸料的设备，其特征在于，包括固化装置和制氮装置，所述制氮装置的出气端和所述固化装置连通；所述固化装置包括壁体、驱动机构、压板组件和阵列微波发生器，所述压板组件和所述驱动机构分别安装于所述壁体的内部，所述压板组件设有压缩腔，所述压缩腔用于容纳碳纤维预浸料，所述压板组件用于压缩碳纤维预浸料，所述驱动机构用于驱动所述压板组件压缩或释放碳纤维预浸料；所述阵列微波发生器包括多个微波源，多个所述微波源分别阵列设置于所述压板组件的顶面和底面。2.根据权利要求1所述的一种用于高效固化碳纤维预浸料的设备，其特征在于，所述压板组件由多个压板组成，多个压板分别为上压板、下压板和至少一个中间压板，所述上压板位于所述壁体的顶部、所述下压板位于所述壁体的底部，所述中间压板位于所述上压板和所述下压板之间，所述上压板下压板和所述中间压板分别间隔设置于所述壁体的内部，且所述下压板和所述中间压板分别可沿着所述壁体的内部上下移动，所述上压板、所述下压板和所述中间压板之间分别构成压缩腔，碳纤维预浸料放置于所述下压板或所述中间压板的表面；所述驱动机构和所述下压板连接；多个所述微波源分别阵列设置于所述上压板的顶面和所述下压板的底面。3.根据权利要求2所述的一种用于高效固化碳纤维预浸料的设备，其特征在于，所述固化装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：何林洧，黎俊秀，龙晟，侯振华，
申请(专利权)人：佛山市石金科技有限公司，
类型：新型
国别省市：