改进的纤维增强的塑料复合物及其制造方法和设备技术

用改进的拉挤方法制造新产品，所述改进的拉挤方法包括使用反复移动的冷却固结板，通过该动作允许过量的塑料树脂从侧部流出并且其中塑料的流动携带横向增强纤维并将横向增强纤维成形为沿着所述产品的边缘弯曲，防止所述产品的脱层。与杯和柱塞式拉挤模具的使用相比，所述反复移动的固结板提供尺寸更准确的产品并且需要更少的拉挤拉伸力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及改进的纤维增强的塑料制品以及用于制造这种制品的制造方法和设 备。更具体地，本专利技术涉及用于制造纤维增强的塑料产品的改进的方法和设备，所述纤 维增强的塑料产品例如是带有围绕边缘的改进的增强纤维图案的压缩机叶片，这种增强 通过连续处理提供强度和耐磨性，用于以非常显著地减少的成本形成这种增强的物品。
技术介绍
与单成分材料例如金属和其它固有的高强度材料相比，在一段时间内已经制造 的纤维增强的塑料物品带有较高的强度和耐用性同时带有减少的重量。在这种纤维增强 的产品的制造过程中，各种丝和塑料树脂的混合物被用来生产复合物，与传统的工程材 料例如金属和未增强的塑料树脂材料相比，所述复合物具有独特的性能。在这种复合物 中，提供在树脂材料中的丝可以增加复合物的强度，使得它们在强度方面可以远超过甚 至最强的金属，尽管所述复合物比它们的金属对应物轻得多。因为热塑性塑料使得它们适宜于通过热成形方法例如挤压、锻造、冲压和类似 方法制作和处理并且因为纤维塑料复合物中的纵向纤维提供纵向强度使得纤维塑料材料 能通过模具被拉拔从而提供横截面形状同时形成被纤维提供的强度纵向地增强的长的、 薄的结构构件，所以热塑性树脂通常被用来制造塑料和纤维复合物。因此，通常通过用 所期望的任何热塑性材料的熔化树脂浸渍丝束来生产增强的热塑性复合物。所述熔化的 树脂润湿所述丝，或者粘结所述丝，使得当再次冷却时所述丝和热塑性塑料将被粘附在 一起。通常将使得所述丝束展开以允许热塑性塑料和纵向纤维良好地混合。通常通过所 谓的拉挤模具或者合适形式的绞盘(capstan)的操作拉拔材料实现这种材料或材料复合物 的成形。最初的丝增强的预浸渍树脂复合物通常被称作用于“增强的预浸渍树脂复合 物”的“预浸料坯”并且通常被制成片形，其稍后可以被形成单独的零件或者被结合在 一起以形成更复杂的产品或用于用在这种产品中的坯体。市场上可买到的预浸料坯通常 是以下三种形式(a)带有单向性的或UD纤维定向的树脂，(b)带有通常以0-90度纤维 定向的用作纤维增强物的编织物的树脂，和(C)叠置以获得通常所期望的0-90度定向的 UD或单向性的纤维搁置层。通过应用小塑料颗粒膏(slurry)而使得塑料树脂可以与纤维 混合在一起，其然后被干燥并且被围绕所述纤维熔化并且被熔化在所述纤维中，或者最 初就向纤维应用熔化形式的纤维。由于熔化状态的热塑性塑料的高粘度和编织增强物的紧密螺旋(tightlytwirled)的线，编织物增强的热塑性预浸料坯不是很常见的。 通常的预浸料坯在丝方向上通常是非常强的，但是在横向于纤维的方向上是相 对弱的或者甚至非常弱的，在这种横向方向上强度通常不大于母体热塑性塑料或者可选 地不大于热塑性塑料与所述纤维的粘结力。为了给塑料复合物预浸料坯提供横向强度或 侧向结构强度，通常采用这样的权宜之计，即，制造两个类似的线性预浸料坯并且然后 将一个线性预浸料坯切断成仅仅与所述预浸料坯的宽度一样长的各自的短条并且以横向 的方法将短长度熔接或者热结合到长条。然后能使得多层这种复合物预浸料坯通过加热 器以使得母体材料升高到它的熔点之上并且使其通过进一步的粘附过程，在那里它基本 上通过拉伸模具被拉拔，通过主要的纵向纤维的纵向强度以通过所述模具拉伸软材料。 在这种方式中，复合物或零件能被制成具有横向以及纵向的增强强度。可选地，主要通 过将复合物预浸料坯片放置到模中或者型模之上同时通过应用热以使得所述预浸料坯与 模或型模相一致而使之成形，使得所述预浸料坯能被用来形成更复杂的零件，其中纤维 被定向的角度被设计成为被形成的特定零件提供所期望的强度或其它性能。已经专利技术了交叉纤维在主纵向增强的预浸料坯上的多种布置以提供多种增强的 图案。然而，如同将认识到的那样，如所述的交叉增强的预浸料坯的形成是不可避免的 劳动密集处理，并且结果的复合物预浸料坯在交叉纤维部分的连接角度方面由于这种劳 动而会有差错，该错误或差错可能导致最终复合物预浸料坯中的严重缺陷，在严重的情 形中其能导致重要模制零件的灾难性的失效。在较早的申请中，本专利技术人已经描述和主张了用于形成带有彼此成较多或较少 直角的多层纤维的复合物预浸料坯的改进的劳动较不密集的方法。在这种方法中，使用 改进的设备装置，两个正常(normal)延伸的预浸料坯被形成并且第三预浸料坯被形成为 通常具有较多数量的纵向纤维。带有较多数量的纤维的预浸料坯然后被切成或者砍成许 多部分，各这种部分具有严格地匹配另两个预浸料坯的宽度的一致长度。两个连续的预 浸料坯然后被布置成以非常接近地通过或穿过合适的机构，所述合适的机构将短切断部 分从这种部分的堆中相继地放置或注入在两个连续的预浸料坯之间，其后，整个组件穿 过加热装置，所述加热装置实现将预浸料坯部分的塑料一起融合成具有多部件结构的单 个多部件预浸料坯。换句话说，单独的短切断长度的预浸料坯被布置成被组装器注入或 者穿到两个纵向预浸料坯之间的空间中，使得切断的预浸料坯变成锲入到另外的预浸料 坯之间并且将与移动的预浸料坯一起被运走，并且由于塑料材料混合在一起，将被使得 与其它线性预浸料坯固结在一起或者被固结到其它线性预浸料坯。在生产了合适的长度 之后，那些复合物预浸料坯然后能与其它预浸料坯结合在一起以形成合适的产品。这 种产品中的一种是本专利技术的产品，其中通过新颖的拉挤操作所生产的合适长度的长条被 切断以形成零件例如用于旋转滑动叶片空气压缩机或真空泵的叶片，根据本专利技术该叶片 具有改进的强度和耐用性能，这是由于在最终零件的塑料母体之内的边缘处具有改进的 纤维图案。这种增强的图案包括最终零件中的交叉或侧向纤维的模制或弯曲，使得它 们被朝着零件边缘的中心弯曲，其不仅加强叶片的边缘部分，而且已经发现，预防来自 原始预浸料坯的结构的塑料层的脱层，通过反抗这种塑料层的任何裂开趋势进行所述预 防。这样，通过本专利技术的使用，纤维增强的塑料中能形成模制形状，其具有纤维增强的 侧边缘。通过切断成不同长度的模制产品能改变件的长度。如同目前将解释的那样，而且，本专利技术人的方法和设备不仅提供了新的和改进的产品，而且以迄今为止未获得的改 进的、更有效的方式提供这种产品和其它产品。 非常常见类型的拉挤模具是所谓的活塞杯式模具，在其内U形基座具有从一 侧，通常是从顶部，插入到它之中的活塞。模具的这种布置对于形成预浸料坯材料来 说是尤其有用的，因为它易于适于形成带有贯穿它们的纵向纤维的光滑的长形带状类结 构。有时候，辊式模具将代替更传统的活塞和杯式模具，但是对于一致产品的制作来说 趋向于难以保持在正确的对准。在本专利技术中，不是使用杯和活塞式模具从预浸料坯形成 产品，而是使用一种新型拉挤模具，被称作往复移动的固结板模具，并且通常被称作固 结板，来将预浸料坯包或束形成所期望的最终产品。通过这种固结板的使用，一系列堆 积的固结预浸料坯能被模制在一起并且侧部被通过交叉纤维模制在一起以形成优良的侧 部增强图案，其形成本专利技术的一个方面。因此，本专利技术人已经出乎意料地发现，尤其是在用于大旋转叶片压缩机和真空 泵的叶片的制造中，但是对于由纤维增强的塑料部件制造其它零件来说也是有用的，通 过拉挤操作以形成应用在最终拉挤操作中的叶片或其它零件而模制的预浸料坯材料能被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有抗脱层边缘的纤维增强的塑料树脂产品，包括（ａ）通过包括往复移动式固结板的拉挤处理制造的基本平坦产品；（ｂ）这种平坦产品具有纵向和横向增强纤维；（ｃ）其中由于在成形期间过量的树脂从所述往复移动式固结板之间被压出形成之后被去除掉的飞边，至少一些所述横向纤维在它们的端部沿着所述产品的边缘弯曲。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：克米特D保罗，
申请(专利权)人：FL史密斯公司，
类型：发明
国别省市：DK