本实用新型专利技术公开一种连续纤维增强复合材料预浸丝束制备装置，包括安装在装置壳体上的纤维料卷装置、静电喷枪浸润装置、真空粉末回收装置、预浸料收集装置，将传统熔池浸润改进为静电喷枪浸润，实现了连续纤维增强复合材料预浸丝束的制备，可以完成不同的连续纤维、不同的树脂的预浸丝束制备，集成化程度高，预浸丝束质量好，可以调控预浸丝束纤维含量，实现了连续纤维增强复合材料预浸丝束的高效高质量制造，解决了热固性树脂在熔池中提前固化的问题，并实现了树脂粉末的重复利用。并实现了树脂粉末的重复利用。并实现了树脂粉末的重复利用。
【技术实现步骤摘要】
一种连续纤维增强复合材料预浸丝束制备装置
[0001]本技术涉及3D打印成型
，具体涉及一种连续纤维增强复合材料预浸丝束制备装置。
技术介绍
[0002]复合材料具有比强度高、比模量高以及稳定性好等优点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶制造等既需要强度又追求轻量化的领域。复合材料3D打印技术是一种高效、高质量、定制化程度高的复合材料制造技术，能实现复合材料的快速设计与制造。3D打印连续纤维增强复合材料通常采用边浸润边打印或熔融现成预浸丝束打印等方法，在这些方法中，预浸丝束直接熔融打印凭借其纤维树脂分布均匀、孔隙率低等优点被广泛应用。因此，预浸丝束制备装置是连续纤维增强复合材料制造过程中的重要组成部分。
[0003]现有的预浸丝束制备装置(申请号CN202121523843.1、名称为：一种连续纤维增强复合材料3D打印丝材制备装置)，预浸丝束浸润原理为连续纤维通过浸润槽加热后的熔融树脂进行浸润，浸润完成后通过电机带动收卷完成预浸丝束制备；其存在以下缺点：(1)浸润槽空间大，需要大量树脂才能进行浸润，大量树脂积聚在高温浸润槽中，热固性树脂易发生热固化，无法满足固化温度较低的热固性树脂预浸要求；(2)浸润槽中为熔融树脂，难以清理，难以更换其他树脂；(3)无法控制预浸丝束中纤维与树脂的比例；(4)该装置预浸槽中纤维通过多组浸润锭进行浸润，大数量的浸润锭会增大纤维与每个浸润锭的摩擦，容易造成纤维的刮蹭。
技术实现思路
[0004]为了克服上述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供了一种连续纤维增强复合材料预浸丝束制备装置，可以解决预浸过程中热固性树脂提前固化的问题，并可以调节预浸丝束的纤维含量，回收剩余的树脂并更换树脂，纤维不会发生刮蹭。
[0005]为达到上述目的，本技术采取的技术方案为：
[0006]一种连续纤维增强复合材料预浸丝束制备装置，包括安装在装置壳体上的纤维料卷装置、静电喷枪浸润装置、真空粉末回收装置、预浸料收集装置；
[0007]所述纤维料卷装置包括纤维料卷，纤维料卷通过纤维料卷支架连接在装置壳体顶部外侧；
[0008]所述静电喷枪浸润装置包括浸渍密闭腔，浸渍密闭腔通过浸渍密闭腔支架连接在装置壳体上；浸渍密闭腔顶部连接有浸渍密闭腔顶盖，浸渍密闭腔顶盖与浸渍密闭腔形成密闭环境；浸渍密闭腔上、下两端设有连续纤维入口与出口，浸渍密闭腔上部和底部分别连接静电喷枪以及树脂粉末回收管；浸渍密闭腔底部下侧连接有热辐射加热管，热辐射加热管通过热辐射加热管支架与浸渍密闭腔支架连接；
[0009]所述真空粉末回收装置包括安装在装置壳体内中部的真空回收装置，真空回收装置和树脂粉末回收管连接；
[0010]所述预浸料收集装置包括通过预浸丝束料卷支架连接在装置壳体下部外侧的预浸丝束料卷，预浸丝束料卷的转动轴端头连接有预浸丝束料卷带轮，预浸丝束料卷带轮通过电机带轮和电机连接，电机连接在装置壳体内底部。
[0011]所述热辐射加热管为铝合金材质，根据需要选择相应材料，热辐射加热管内部有加热棒与热电偶，通过预浸控制器中的温控模块控制热辐射加热管的温度，预浸控制器安装在装置壳体内侧上部。
[0012]所述预浸控制器、静电喷枪、真空回收装置与控制面板连接，控制面板连接在装置壳体侧面，通过控制面板控制热辐射加热管的温度，静电喷枪的电压、电流、出粉量，真空回收装置的真空度以及电机的转速。
[0013]所述静电喷枪能够调节电压、电流、气压，电压与电流的调节影响树脂粉末与连续纤维之间的吸附效率，气压的调节影响静电喷枪的出粉量，调节静电喷枪的参数影响纤维上粘附的树脂粉末的量，从而控制预浸丝束的纤维含量，定制需要的不同纤维含量的连续纤维增强复合材料预浸丝束。
[0014]所述静电喷枪与树脂粉末粉桶相连，树脂粉末粉桶固定在装置壳体内，通过连接压缩气体将树脂粉末喷出；树脂粉末粉桶底部设置压力传感器，通过压力变化反映其中树脂粉末的余量。
[0015]所述热辐射加热管的温度根据所选树脂进行选择，将温度设置为高于树脂软化点的温度，使吸附有树脂粉末颗粒的连续纤维经过时，树脂粉末颗粒软化粘结在连续纤维上，完成预浸丝束的制备。
[0016]所述树脂粉末粉桶中的树脂是环氧树脂、不饱和聚酯、氰酸酯、双马来酰亚胺树脂、酚醛树脂、聚丙烯、聚乳酸、聚醚醚酮、聚二甲基硅氧烷、硅橡胶等树脂或其中某几种树脂的混合物。
[0017]所述浸渍密闭腔与其配套装置数量根据所需的复合材料性质进行增减，使用一套浸渍密闭腔与其配套装置进行一种树脂的预浸，或实现超过两种树脂的浸润，或在浸渍密闭腔下方增加一套或多套浸渍密闭腔与其配套装置，在浸润完成一层树脂后再进入下一个浸渍密闭腔，形成一种树脂包裹另一种树脂的连续纤维增强预浸丝束。
[0018]对于需要惰性环境要求的树脂，在浸渍密闭腔内通入氮气、氩气等惰性气体。
[0019]所述热辐射加热管功率为20
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1000W，提供0
‑
100A幅值电流，实现50
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500度的加热温度。
[0020]预浸丝束预浸效果的控制通过热辐射加热管加热温度与喷粉量的控制实现，通过热辐射加热管功率调节控制预浸丝束的加热温度大小，通过静电喷枪静电喷嘴大小与静电电压调节树脂粉末喷枪喷出的出粉量，从而达到对不同树脂基体以及不同树脂含量预浸效果的控制。
[0021]本技术的有益效果为：
[0022]由于本技术采取静电喷枪喷射树脂粉末的方式进行预浸，所以具有纤维树脂分布均匀、预浸丝束树脂含量可调等优点；
[0023]由于本技术采用浸渍密闭腔内树静电喷枪喷射粉末的浸润方案，粉末接触到高温连续碳纤维后即熔融粘附到连续碳纤维上，剩余未粘附到连续纤维上的粉末自动沉积到浸渍密闭腔底部，便于清理，可以对剩余树脂粉末进行回收；
[0024]由于本技术采用静电喷枪向连续纤维喷射树脂粉末的浸润方案，树脂粉末储存于树脂粉末粉桶中，树脂粉末粉桶底部设置压力传感器，可以实时查看粉末余量，可以随着预浸随时添加树脂，不需要停机，自动化程度高；
[0025]由于本技术采用静电喷枪喷射树脂粉末颗粒完成浸润的方案，树脂只有在热辐射加热管中会加热软化，加热时间短，所以热固性树脂不会在预浸过程中提前固化；
[0026]由于本技术中的连续纤维在浸润过程中始终处于竖直状态，未与其他任何机构产生接触，纤维不会发生刮蹭，保证了预浸丝束增强体的质量。
附图说明
[0027]图1是本技术实施例结构示意图。
[0028]图2是本技术实施例侧面示意图。
[0029]图3是本技术实施例浸润过程中的侧面剖切示意图。
[0030]图4是本技术实施例背面示意图。
具体实施方式
[0031]以下结合实施例和附图对本技术作进一步的详细说明。
[0032]参照图1
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图4，一种连续纤维增强复合材料本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种连续纤维增强复合材料预浸丝束制备装置，其特征在于：包括安装在装置壳体上的纤维料卷装置、静电喷枪浸润装置、真空粉末回收装置、预浸料收集装置；所述纤维料卷装置包括纤维料卷，纤维料卷通过纤维料卷支架连接在装置壳体顶部外侧；所述静电喷枪浸润装置包括浸渍密闭腔，浸渍密闭腔通过浸渍密闭腔支架连接在装置壳体上；浸渍密闭腔顶部连接有浸渍密闭腔顶盖，浸渍密闭腔顶盖与浸渍密闭腔形成密闭环境；浸渍密闭腔上、下两端设有连续纤维入口与出口，浸渍密闭腔上部和底部分别连接静电喷枪以及树脂粉末回收管；浸渍密闭腔底部下侧连接有热辐射加热管，热辐射加热管通过热辐射加热管支架与浸渍密闭腔支架连接；所述真空粉末回收装置包括安装在装置壳体内中部的真空回收装置，真空回收装置和树脂粉末回收管连接；所述预浸料收集装置包括通过预浸丝束料卷支架连接在装置壳体下部外侧的预浸丝束料卷，预浸丝束料卷的转动轴端头连接有预浸丝束料卷带轮，预浸丝束料卷带轮通过电机带轮和电机连接，电机连接在装置壳体内底部。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述热辐射加热管为铝合金材质，根据需要选择相应材料，热辐射加热管内部有加热棒与热电偶，通过预浸控制器中的温控模块控制热辐射加热管的温度，预浸控制器安装在装置壳体内侧上部。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述预浸控制器、静电喷枪、真空回收装置与控制面板连接，控制面板连接在装置壳体侧面，通过控制面板控制热辐射加热管的温度，静电喷枪的电压、电流、出粉量，真空回收装置的真空度以及电机的转速。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述静电喷枪能够调节电压、电流、气压，电压与电流的调节影响树脂粉末与连续纤维之间的吸附效率，气压的调节影响静电喷枪的出粉量，调节静电喷枪的参数影响纤维上粘附的树脂粉末的量，从而控制预浸丝...
【专利技术属性】
技术研发人员：王奔，李旭辉，段玉岗，刘德义，王松，王枫，明越科，
申请(专利权)人：西安华晟复材科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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