一种纤维束分束装置、分束方法及SMC制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种纤维分束装置，包括支架、支撑座、展纱轴、分束轴，展纱轴和分束轴的两端设置在支撑座上，两轴相对平行设置；所述支撑座设置在支架上，所述分束轴表面环圆周方向等距设置有第一齿形凸起，相邻第一齿形凸起之间形成第一凹槽。还公开一种分散方法，将纱架上引出的纤维束呈“8”字型缠绕于展纱轴和分束轴上，实现纤维的展纱和分束。另一方面还提供了应用该分束装置及分束方法的SMC制备工艺。将该分束装置和分束方法应用于SMC制备工艺中，很大程度提高了SMC的纤维分布均匀性，以及保证了树脂对纤维的浸润，提高了产品表观质量及力学性能。量及力学性能。量及力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种纤维束分束装置、分束方法及SMC制备方法


[0001]本专利技术涉及SMC（片状模塑料）的制造方法，具体涉及一种纤维束分束装置、分束方法及SMC制备方法。

技术介绍

[0002]SMC（片状模塑料）是复合材料中间材料的一种，通过对碳纤维、玻纤等纤维短切加工后，浸渍树脂，两侧覆盖聚乙烯塑料膜制成的片状模压料。SMC使用方便，通过模压工艺、热压罐工艺等成型工艺，在高温下固化，能够用来压制不同规格大小形状的产品。在SMC的制造过程中，碳纤维的分散均匀性对后期产品的外观和结构性能至关重要。
[0003]目前碳纤维或玻璃纤维以束状提供，并且纤维生产过程中，为了集束和保持丝束表面的光滑，会在丝束上涂覆有上浆剂。当生产SMC片状模塑料，将长丝束斩切为短切纤维后，纤维落在承载膜上依然呈短纤维束状态，因此，导致SMC材料碳纤维分布不均，尤其采用大丝束（36K、50K等），碳纤维分散不均会更加明显。这种碳纤维的分散不均匀，在后期制作产品时，会产生以下问题：SMC产品外观瑕疵，SMC材料在灯光下局部透光的问题；、树脂浸润性不足，纤维束内部存在干纱，这种情况尤其在做高面密度及高纤维含量SMC产品时，纤维表面存在干纱现象越发严重，导致后续产品良率降低；力学性能不稳定，碳纤维的不均匀性导致产品力学性能离散性较大，超过了10%。
[0004]CN115461204A公开了一种SMC的制造方法，包含：（1）通过旋转切割器切断单纤维数NK的连续碳纤维束而成为短纤维束的工序；（2）使用具备转动体的碎片化处理装置对所述短切碳纤维束进行碎片化处理的工序；（3）使该碎片处理的短切碳纤维束堆叠于在所述旋转切割器下方行进的载膜上而形成碳纤维层的工序；（4）利用热固性树脂组合物浸渍所述碳纤维堆层的工序；N为20以上，所述碎片化处理装置具备第一针辊和第二针辊，该第一针棍和第二针辊分别具备与旋转切割器的转动轴方向平行的转动轴。该专利技术中通过碎片处理装置对短切碳纤维束进行分束，从而改良SMC的均匀性。
[0005]该方法将切割后的短纤维束通过针辊进行梳理分束，能够一定程度的对碳纤维束进行分散。但是实际上，由于碳纤维模量高，纤维无弹性，该方法梳理效果差，大丝束含量高，并且会造成纤维起毛，影响使用性能。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的缺陷，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种纤维束分束装置和SMC制备方法。
[0007]首先，为解决上述技术问题，本专利技术提供一种纤维束分束装置，包括支撑架、支撑座、展纱轴、分束轴；所述展纱轴和分束轴相对平行的设置，展纱轴和分束轴的两端设置在支撑座上；所述支撑座设置于支撑架上；所述分束轴上环圆周方向等距设置有若干第一齿形凸起，相邻第一齿形凸起之间形成第一凹槽。
[0008]进一步的，所述相邻的第一齿形凸起间距为0.5
‑
2.5
㎜
。
[0009]进一步的，所述第一凹槽的宽度为0.5
‑
3mm,深度为0.2
‑
3mm。
[0010]进一步的，所述第一齿形凸起的底部和顶部采用R角过渡。
[0011]进一步的，所述展纱轴为表面镀铬的光轴，主要起到对纤维展纱及纤维束导向的作用。
[0012]在另一个实施例中，所述第一凹槽中，增设有第二齿形凸起，使得第一凹槽中，变化出2个小的第二凹槽。
[0013]进一步的，还可以在2个第二凹槽中分别再设置一条第三齿形凸起，使得每一个第二凹槽内形成2个第三凹槽。
[0014]进一步的，所述展纱轴和分束轴可单向转动，转动方向同纤维运动方向；所述支撑座在支撑架上的安装角度可调节，从而方便调整展纱轴和分束轴的相对位置。
[0015]工作原理：所述分束装置设置在SMC生产设备的刀辊上方，碳纤维束从纱架上导出后，先经过展纱轴，在张力作用下，纤维束在展纱轴上横向延展，延展开的碳纤维束再经过分束轴，分束轴上的凹槽及凸起，将纤维分成多束，一般情况下，纤维分束数量=纤维展纱宽度/凹槽宽度。利用该装置，在纤维进入刀辊切割前，就已经被分束轴上的凹槽和凸起分成了N束，当经过刀辊切割后的短纤维再利用打散棍进行进一步的分散，可实现碳纤维在承载膜上的均匀分散，从而提高SMC物化性能。
[0016]另一方面，本专利技术还提供分束方法，包括以下步骤：步骤一、将纤维锭安装在纱架上，调整张力，张力范围控制在2
‑
10N；步骤二、调整展纱轴和分束轴的位置，使得展纱轴在分束轴下方；步骤三、将纱架上纤维束引出，先绕展纱轴后再绕分束轴，使得纤维束与展纱轴、分束轴的接触角均大于90
°
；步骤四、启动纤维输送并保持张力，即可实现对较大纤维束的分束。
[0017]在分束方法中，纤维张力、纤维束与展纱轴接触面、纤维束与分束轴接触面、分束轴凹槽距离分束轴齿距，凹槽宽度和深度均会影响分束效果。
[0018]第三方面，本专利技术还公开了一种包含分束装置和分束方法的SMC制备方法，包括步骤：步骤一，将纱架上引出的纤维束经过分束装置进行展纱和分束；步骤二、经过分束的碳纤维束进行切断；步骤三、将切断后的短切纤维束采用打散装置进行打散铺层在下承载膜上；步骤五、将上承载膜与铺层有纤维层的下承载膜复合浸渍；步骤六、增稠，制得SMC片状模塑料。
[0019]所述步骤三的打散装置采用的是CN115556265A公开的打散装置。
[0020]本专利技术的有益效果：采用本专利技术的分束装置，可将集束性强的大丝束实现分束，可均匀分束至3K以下，并且分束过程中不会产生起毛或断丝，后续制备出SMC片状模塑料整体面密度均匀， SMC片状膜塑料经模压后获得的产品，力学性能大大提高。
附图说明
[0021]附图1为分散装置示意图；
附图2为分束轴结构示意图；附图3为分束轴局部放大示意图；附图4为分束轴第二种形式的局部放大示意图附图5为分束装置的穿纱侧向示意图；附图6为分束装置的穿纱正面示意图；附图7为本专利技术复合材料纤维落床密度取样的示意图。
[0022]其中：1.支架，2、支撑座，3、展纱轴，4、分束轴，41、第一齿形凸起，42、第一凹槽，43、第二齿形凸起，44、第二凹槽，5、碳纤维束。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和有点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，一下实施例用于说明本专利技术，但不用于限制本专利技术的范围。
[0024]在本专利技术的描述中，需要说明的是，属于“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”等表示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0025]此外，在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纤维束分束装置，包括支架、支撑座、展纱轴、分束轴，所述展纱轴和分束轴的两端设置在支撑座上，展纱轴和分束轴相对平行设置；所述支撑座固定在支撑架上，所述分束轴表面环圆周方向等距设置有若干第一齿形凸起，相邻第一齿形凸起之间形成第一凹槽。2.根据权利要求1所述的一种纤维分束装置，其特征在于所述相第一凹槽宽度为0.5
‑
3mm,深度为0.2
‑
3mm;所述第一齿形凸起间距为0.5
‑
2.5mm。3.根据权利要求1所述的一种纤维分束装置，其特征在于所述第一齿形凸起的底部与顶部采用R角过渡。4.根据权利要求1所述的一种纤维分束装置，其特征在于所述第一凹槽间还设置有第二齿形凸起，使得第一凹槽分化出两个第二凹槽。5.根据权利要求4所述的一种纤维分束装置，其特征在于所述第二齿形凸起高度低于第一齿形凸起的高度。6.根据权利要求1所述一种纤维分束装置，其特征在于所述展纱轴和分束轴可单向转动，转动方向同纤维运动方向。7.一种基于权利要求1
‑
5任意所述的分散...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾勇涛，张申，万开放，余文俊，代彦彦，邓新全，赵树礼，
申请(专利权)人：亨弗劳恩江苏复合材料研发有限公司，
类型：发明
国别省市：