制备预浸渍连续的纤维带和纤维丝的系统和方法技术方案

本申请公开了一种用于制备预浸渍连续的纤维带和纤维丝的系统和方法。该系统包括：搅拌单元101，被配置为从材料源中抽出多根纤维，并以来回运动的方式、垂直于进料方向并沿所述多根纤维的平面摆动所述多根纤维，以形成多根搅拌的纤维；浸渍单元102，被配置为将计量基质材料冲击到移动的搅拌的纤维上，并将所述搅拌的纤维穿过所述浸渍单元102中的多个固定的裂片表面304，以形成浸渍带306；以及固结单元104，包括固结模503，其中加热所述固结模503，以使所述浸渍带306穿过所述固结模503，并将所述浸渍带306转化为一根或多根连续的纤维丝，其中所述固结模503中的多级通道被配置为逐渐减小所述浸渍带306的截面。减小所述浸渍带306的截面。减小所述浸渍带306的截面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备预浸渍连续的纤维带和纤维丝的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用和优先权
[0002]本申请要求于2020年8月11日申请的印度专利申请号为202041034421的优先权，其全部内容并入本文中。


[0003]本申请一般来说涉及到制造连续增强的纤维的领域。更具体地说，本申请涉及一种用于制备预浸渍连续的纤维带和纤维丝的系统和方法。

技术介绍

[0004]如今，纤维预浸料的制造技术有了巨大的发展。现有的使用浸渍机制的连续纤维增强丝和带生产系统也受到各种限制。现有的系统在初始阶段就使用大量的塑料进行增强或浸渍纤维。在现有的系统中使用了拉挤机制。这导致在模具或系统的内部空间或壁上大量沉积有塑料或熔融材料，熔融材料可能是纤维和塑料的组合。此外，这种饱和的塑料在制备连续纤维增强带或丝的过程中会燃烧，导致模具或系统的损坏。因此，由于最终产品的形状取决于模具，因此持续需要定期清洁或擦拭塑料，并检查系统的磨损情况。其他的限制包括：大规模生产时塑料与纤维的比例无法控制、大量的熔融塑料在模具或系统中的饱和度、对辊的要求、系统的耐久性较差、产品的公差较小、系统价格昂贵等。
[0005]因此，长期以来一直需要一种制备预浸渍连续的纤维带和纤维丝的系统和方法，使零件的维修、再利用和回收更加经济、耐用和可行。

技术实现思路

[0006]
技术实现思路
是为了介绍与制备预浸渍连续的纤维带和纤维丝的系统和方法有关的概念，说明中对这些概念作了进一步描述。
技术实现思路
既无意于确定权利要求申请的基本特征，也无意于用于确定或限制权利要求申请的范围。该系统可以扩展到大批量生产，并且可以满足按需生产，因为它是高度可定制的。
[0007]在一实施例中，本申请公开了一种用于制备预浸渍连续的纤维带和纤维丝的系统，所述系统包括:搅拌单元，被配置为从材料源中抽出多根纤维，并以来回运动的方式、垂直于进料方向并沿所述多根纤维的平面摆动所述多根纤维，以形成多根搅拌的纤维；系统还包括浸渍单元，被配置为将计量基质材料冲击到移动的搅拌的纤维上，并将所述搅拌的纤维穿过所述浸渍单元中的多个固定的裂片表面，以形成浸渍带；系统还包括固结单元，包括固结模，其中加热所述固结模，以使所述浸渍带穿过所述固结模，并将所述浸渍带转化为一根或多根连续的纤维丝，其中所述固结模中的多级通道被配置为逐渐减小所述浸渍带的截面，以提高浸渍效率。
[0008]在一实施例中，本申请公开了一种用于制备预浸渍连续的纤维带和纤维丝的方法，包括：通过搅拌单元从材料源中抽出多根纤维，并以来回运动的方式、垂直于进料方向并沿所述多根纤维的平面摆动所述多根纤维，以形成多根搅拌的纤维；方法还包括通过浸
渍单元将计量基质材料冲击到移动的搅拌的纤维上，并将所述搅拌的纤维穿过所述浸渍单元中的多个固定的裂片表面，以形成浸渍带；方法还包括通过加热固结单元中的固结模，以及将所述浸渍带穿过所述固结模的多级通道，经由所述固结模获得一根或多根连续的纤维丝，所述多级通道被配置为逐渐减小所述浸渍带的截面，以提高浸渍效率。
附图说明
[0009]详细说明将参照附图进行描述。在图中，附图标记最左边的数字表示该附图标记首次出现的图。相同的数字在整个附图中用来指代类似的特征和部件。
[0010]图1是根据本申请的实施例的用于制备预浸渍连续的纤维带和纤维丝的系统100。
[0011]图2是根据本申请的实施例的说明了搅拌单元101的内视图200。
[0012]图3是根据本申请的实施例的说明了浸渍单元102的内视图300。
[0013]图4是根据本申请的实施例的说明了一组加热的捏合辊103的内视图400。
[0014]图5是根据本申请的实施例的固结单元104的内视图500。
[0015]图6是根据本申请的实施例的转轴机构600。
[0016]图7是根据本申请的实施例的用于制备预浸渍连续的纤维带和纤维丝的方法700。
[0017]图8是浸渍单元102中多根纤维通道801的立体图800。
具体实施方式
[0018]本说明书中提到的“各种实施例”、“一些实施例”、“一个实施例”或“一个实施例”是指与该实施例有关的特定特征、结构或特性至少包括在一个实施例中。因此，在整个说明书中出现的“在各种实施例中”、“在一些实施例中”、“在一个实施例中”或“在一个实施例中”等短语不一定都是指同一个实施例。此外，特定的特征、结构或特性可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式组合。
[0019]图1是根据本申请的实施例的用于制备预浸渍连续的纤维带和纤维丝的系统100。
[0020]用于制备预浸渍连续的纤维带和纤维丝的系统100可以包括搅拌单元101、浸渍单元102和固结单元104。在一实施例中，搅拌单元101、浸渍单元102和固结单元104可被配置为以相互同步的方式连续运行。在一实施例中，用于向系统100提供纤维作为原料的材料源可以包括一个或多个被轧制或类似的纤维粗粒。在一实施例中，纤维可以是碳等类似物。连续的纤维带和纤维丝可以通过在纤维中浸渍热塑性或热固性材料来制备。在一个优选的实施例中，热塑性塑料可以浸渍在纤维中。在一实施例中，热塑性塑料或浸渍材料可被称为基质材料。使用热塑性材料制备预浸渍的连续的纤维带和纤维丝需要对系统100中的环境进行较少或没有控制。热塑性材料或基质使3D打印部件的修理、再利用和回收更加经济和可行。虽然提到可以使用热塑性材料，但可能不限于所述塑料。任何类型的塑料都可以通过在系统100的环境中进行特定的修改或调整来使用。一些修改或调整可能是，但可能不限于，较低的热量，基于压力的基质注射，流量计量，固化系统等。
[0021]现在参考图2，是根据本申请的一实施例的搅拌单元101的内部视图200。在一实施例中，搅拌单元101可被配置为创造一个来回运动。在一实施例中，搅拌单元101被配置为从材料源中抽出多根纤维，并以来回运动的方式、垂直于进料方向并沿多根纤维的平面摆动多根纤维，以在搅拌单元101的输出端形成多根搅拌的纤维。在一实施例中，搅拌单元101可
包括搅拌螺杆201、导辊202和搅拌电机204。导辊202可以连接到搅拌螺杆201和搅拌电机204。搅拌电机可被配置为驱动搅拌螺杆201和导辊202，使其同步运转。搅拌螺杆可被配置为旋转，而导辊202可被配置为以来回运动的方式摆动，以在浸渍单元102上以来回运动的方式摆动多根纤维。来回运动可使多根纤维扩散，并使基质材料在形成的搅拌的纤维的宽度上分布。多根纤维在搅拌单元101中的来回运动可使积聚在浸渍单元102角落的饱和沉积物的体积最小化，以降低饱和沉积物的停留时间和热降解。这种运动还可以引起基质材料的剪切变薄，这可以降低基质材料的局部粘度，改善浸渍单元102中的浸渍情况，即获得基质材料在纤维中的均匀分布，以改善输出的纤维质量。在一实施例中，搅拌单元101的可变频率可以根据纤维的线速度、塑料的粘度等参数来设置。
[0022]图3是根据本申请的实施例的浸渍单元102的内视图30本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制备预浸渍连续的纤维带和纤维丝的系统100，其特征在于，所述系统包括:搅拌单元101，被配置为从材料源中抽出多根纤维，并以来回运动的方式、垂直于进料方向并沿所述多根纤维的平面摆动所述多根纤维，以形成多根搅拌的纤维；浸渍单元102，被配置为将计量基质材料冲击到移动的搅拌的纤维上，并将所述搅拌的纤维穿过所述浸渍单元102中的多个固定的裂片表面304，以形成浸渍带306；以及固结单元104，包括固结模503，其中加热所述固结模503，以使所述浸渍带306穿过所述固结模503，并将所述浸渍带306转化为一根或多根连续的纤维丝，其中所述固结模503中的多级通道被配置为逐渐减小所述浸渍带306的截面，以提高浸渍效率。2.根据权利要求1所述的系统100，其特征在于，所述系统还包括一组加热的捏合辊103，所述捏合辊103被配置为向所述浸渍带306提供张力和压实力，以熨平存在于所述浸渍带306内的空隙，其中该组加热的捏合辊103被设置在所述浸渍单元102和所述固结单元104之间。3.根据权利要求1所述的系统100，其特征在于，所述计量基质材料是热塑性材料或热固性材料。4.根据权利要求1所述的系统100，其特征在于，所述搅拌单元101包括导辊202，所述导辊202被配置为以来回运动的方式摆动所述多根纤维，其中所述导辊202与搅拌螺杆201和搅拌电机204连接在一起。5.根据权利要求1所述的系统100，其特征在于，所述浸渍单元102包括一个或多个加热器303和至少两个注射入口302，所述注射入口302被配置为将所述计量基质材料注射到所述浸渍单元102中，其中所述注射入口302水平地彼此分开设置，在两个所述注射入口302中间有一个纤维入口301，被配置为将从所述搅拌单元101传来的所述搅拌的纤维输送到所述浸渍单元102，其中，所述计量基质材料是通过控制挤压速度或进料螺杆速度获得的，以防止所述计量基质材料或包括纤维束和所述计量基质材料的混合物的熔融材料的堆积。6.根据权利要求2所述的系统100，其特征在于，该组加热的捏合辊103包括固定辊403、转动辊404、压实弹簧401和张力调节器402，其中，所述转动辊404和所述固定辊403的对准由所述张力调节器402和所述压实弹簧401调整，其中，所述固定辊403是静止的，所述转动辊404是可移动的。7.根据权利要求1所述的系统100，其特征在于，所述固结单元104包括开设有槽孔的加热器盒501。8.根据权利要求1所述的系统100，其特征在于，所述搅拌的纤维在所述浸渍单元102的纤维入口30...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼斯，
申请(专利权)人：FABHEADS自动化私人有限公司，
类型：发明
国别省市：