[发明专利]一种连续纤维增强热塑性复合材料板材的生产设备及方法

说明书

本发明提供了一种连续纤维增强热塑性复合材料板材的生产设备及方法，其中连续纤维增强热塑性复合材料板材的生产设备包括：传送装置、放卷装置、加热加压装置、冷却加压装置、加热加压定厚装置、冷却加压定厚装置和裁切装置；放卷装置与裁切装置分别设置在传送装置的两端；在放卷装置到裁切装置的方向上，加热加压装置、冷却加压装置、加热加压定厚装置和冷却加压定厚装置依次设置在传送装置的内部。本发明的生产设备通过将物料的浸渍和膨化集成在一条生产线上，降低了浸渍后的物料脱模及转移的难度，且简化了连续纤维增强热塑性复合材料板材的生产流程，节省了生产资源、降低了能耗，且使得生产得到的板材具有优异的机械性能与广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及复合材料成型技术领域，具体而言，涉及一种连续纤维增强热塑性复合材料板材的生产设备及方法。

背景技术

目前，连续纤维增强热塑性复合材料板材由于采用连续纤维为增强材料，具有优异的抗拉伸强度和抗冲击强度；而且在对复合材料板材的连续纤维结构进行一些特殊设计后，可以进行膨化处理，膨化后得到的复合材料板材具有吸音、隔热、减震和吸收能量的功能，有着非常广阔的应用前景。

为使生产得到的连续纤维增强热塑性复合材料板材具有良好的性能，浸渍与膨化在连续纤维增强热塑性复合材料板材的生产过程中是必不可少的工艺步骤，但目前采用的方法是使用两条生产线将浸渍与膨化分开进行，即在浸渍生产线上完成浸渍后的物料还需转移到膨化生产线上进行膨化，这样一方面增加了浸渍后的物料脱模及转移的难度且使生产流程变得繁杂，另一方面增加了生产设备的成本和生产能源消耗。

发明内容

本发明解决的问题是：如何简化连续纤维增强热塑性复合材料板材的生产流程并降低浸渍后的物料脱模及转移的难度。

为解决上述问题，本发明提供一种连续纤维增强热塑性复合材料板材的生产设备，包括：传送装置、放卷装置、加热加压装置、冷却加压装置、加热加压定厚装置、冷却加压定厚装置和裁切装置；所述放卷装置与所述裁切装置分别设置在所述传送装置的两端；在所述放卷装置到所述裁切装置的方向上，所述加热加压装置、所述冷却加压装置、所述加热加压定厚装置和所述冷却加压定厚装置依次设置在所述传送装置的内部。

由此，在启动连续纤维增强热塑性复合材料板材的生产设备后，多种物料经放卷装置放卷后叠层在传送装置上，且多种物料在传送装置的牵引下，从放卷装置向裁切装置方向传送，物料首先经加热加压装置的加压加热处理而得到充分浸渍，再经冷却加压装置的冷却加压处理而固化，再经加热加压定厚装置的加热加压定厚处理而膨化，再经冷却加压定厚装置的冷却加压定厚处理而定型，最后裁切并收料；其中，浸渍过程可使得物料具有更高的韧性，膨化过程则使得物料的厚度增加、密度减小，位于浸渍过程与膨化过程之间的物料的固化，则降低了浸渍后的物料脱模的难度，以便于物料的脱模；进一步地，还可通过改变膨化工艺条件以得到密度不同的连续纤维增强热塑性复合材料板材；如此，连续纤维增强热塑性复合材料板材的生产设备可以实现在一条生产线上生产制造出高抗冲的密度可调的连续纤维增强热塑性复合材料板材，这相对于设置多条生产线进行生产而言，省去了将浸渍生产线上完成浸渍后的物料较远距离地转移到膨化生产线上的步骤，降低了浸渍后的物料脱模及转移的难度，简化了生产流程。

可选地，所述传送装置包括第一传送机构和第二传送机构，在所述放卷装置到所述裁切装置的方向上，所述第一传送机构与所述第二传送机构相邻设置；所述加热加压装置和所述冷却加压装置均设置在所述第一传送机构的内部，所述加热加压定厚装置和所述冷却加压定厚装置均设置在所述第二传送机构的内部。

可选地，所述第一传送机构包括相对设置的第一支撑带和第一同步带，所述第二传送机构包括相对设置的第二支撑带和第二同步带；所述第一同步带位于所述第一支撑带的上方，所述第二同步带位于所述第二支撑带的上方，且所述第一支撑带在所述放卷装置到所述裁切装置的方向上的尺寸大于所述第一同步带在所述放卷装置到所述裁切装置的方向上的尺寸。