一种燃料电池氢能汽车用碳纤维丝预浸料制造装置及方法

摘要

本发明提供一种燃料电池氢能汽车用碳纤维丝预浸料制造装置及方法，该装置包括，放卷辊、浸润辊、模具、收卷辊和罐体，罐体设有纤维进口和纤维料口，放卷辊设置于所述纤维进口正上方，浸润辊设置于罐体内，模具固定于纤维料口处。本发明的有益效果是：该燃料电池氢能汽车用碳纤维丝预浸料制造方法，可在碳纤维丝上包裹一层塑料，从而制成碳纤维丝预浸料，这样能减小碳纤维的纤维丝在后续成型为纤维材料过程中的各工序中摩擦带来的强度损失，增加成型后的纤维材料的强度。该燃料电池氢能汽车用碳纤维丝预浸料制造装置可高效率的完成碳纤维丝的浸料过程，且自动化程度高，操作简单。

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池氢能汽车技术领域，具体为一种燃料电池氢能汽车用碳纤维丝预浸料制造装置及方法。

背景技术

常用碳纤维预浸料一般使用编制好的碳纤维织物和塑料浸润，这种方式浸润性较差，特别是大克重和3D织物，严重影响产品质量，现将碳纤维丝在塑料液体中预浸好，然后将碳纤维丝编织成单项布、编织布、多轴向布、3D织物等，这样能保证碳纤维产品质量。

为减少碳纤维丝在制作为燃料电池氢能汽车用的碳纤维产品过程中碳纤维丝的磨损，降低各工序中摩擦带来的强度损失，为此，我们提出一种燃料电池氢能汽车用碳纤维丝预浸料制造装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料电池氢能汽车用碳纤维丝预浸料制造装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种燃料电池氢能汽车用碳纤维丝预浸料制造装置，该装置包括：放卷辊、浸润辊、模具、收卷辊和罐体，罐体设有纤维进口和纤维料口，放卷辊设置于所述纤维进口正上方，浸润辊设置于罐体内，模具固定于纤维料口处，收卷辊设置于所述罐体侧方，所述罐体内装有预浸液，且罐体内还设有加热装置，所述加热装置用于对预浸液加热，所述放卷辊上缠绕有纤维丝，纤维丝端部穿过纤维进口、纤维出口，并固定于收卷辊上，所述浸润辊将所述纤维丝中部压入预浸液中。

进一步地，所述预浸液为PP/PA/PS/PPS/PE/ABS/PVC塑料液体中的一种或多种。

进一步地，纤维出口处设有一模具固定装置，所述模具固定装置用于固定所述模具。

进一步地，该装置还包括一加料漏斗，所述加料漏斗内装有预浸液，所述加料漏斗于所述罐体连通。

进一步地，该装置还包括液位检测器，所述液位检测器用于检测罐体内预浸液液位高度，并控制加料漏斗补入预浸液的量，从而使罐体内的预浸液液位始终保持适合的高度。

一种基于上述燃料电池氢能汽车用碳纤维丝预浸料制造装置的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

a.纤维丝放料

将纤维丝放入装有预浸液的罐体中；

b.纤维丝浸入

将进入罐体中的纤维丝绕于浸入预浸液中；

c.冷却成型

使浸入预浸液中的纤维丝经过模具，模具对纤维丝进行冷却挤压成型。

d.收料缠绕

将成型后的纤维丝缠绕于收卷辊。

进一步地，纤维丝浸入预浸液的方法为：将纤维丝缠绕于浸润辊上，浸润辊将纤维丝压入预浸液中。

进一步地，将成型后纤维丝缠绕于收卷辊的方法为，将纤维丝端部固定于收卷辊上，转动收卷辊，即可使成型后纤维丝缠绕于收卷辊上。

本发明的有益效果是：该燃料电池氢能汽车用碳纤维丝预浸料制造方法，可在碳纤维的纤维丝上包裹一层塑料，从而制成碳纤维丝预浸料，这样能减小碳纤维的纤维丝在后续成型为纤维材料过程中的各工序中摩擦带来的强度损失，增加成型后的纤维材料的强度。该燃料电池氢能汽车用碳纤维丝预浸料制造装置可高效率的完成碳纤维丝的浸料过程，从而将碳纤维制造成碳纤维丝预浸料，且该装置能自动完成预浸液的补充，自动化程度高，操作简单。

附图说明

图1为本发明一种燃料电池氢能汽车用碳纤维丝预浸料制造装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种燃料电池氢能汽车用碳纤维丝预浸料制造装置，该装置包括：放卷辊1、纤维进口2、纤维出口，加料漏斗3、浸润辊5、模具固定装置6、模具7、收卷辊8和罐体，罐体水平设置，所述纤维进口2设置于罐体顶部，纤维出口位于罐体右侧，所述加料漏斗3和模具7分别设置于罐体左右两侧，所述模具固定装置6将所述模具7固定于纤维出口处且使所述模具7与所述罐体连通。

放卷辊1设置于所述纤维进口2正上方，浸润辊5设置于罐体内，收卷辊8设置于所述罐体侧方，所述罐体内装有预浸液，且罐体内还设有加热装置和液位检测器4，所述加热装置用于对预浸液加热，防止其冷却后凝固，所述预浸液为PP/PA/PS/PPS/PE/ABS/PVC塑料液体中的一种或多种，所述加热装置用于对预浸液加热，保证预浸液在模具中为液态，防止冷却后凝固于模具中，所述加料漏斗3内装有预浸液，并与所述罐体连通，所述加料漏斗3对罐体中补入预浸液，所述液位检测器4用于检测罐体内预浸液液位高度，并控制加料漏斗3补入预浸液的量，从而使罐体内的预浸液液位始终保持适合的高度。

所述放卷辊1上缠绕有碳纤维丝，碳纤维丝从纤维进口2进入罐体内，且碳纤维丝从纤维出口被导出罐体，且所述碳纤维丝末端固定于收卷辊8上，所述浸润辊5用于将所述碳纤维丝中部压入预浸液中。

该碳纤维丝预浸料制造装置的工作原理及过程为：首先将模具7卡在模具固定装置6中完成对模具7的固定，浸润辊5转动，然后将罐体内的碳纤维丝压入预浸液中，碳纤维丝与预浸液接触浸湿然后通过模具7冷却挤压成型最后缠绕在收卷辊8上完成收卷，液位加液通过液位检测器4检测液位，在液位较低时反馈给自动加料漏斗3，自动加料漏斗3打开电动阀门从而进行加料，从而保证液位不得超过警戒高位线，就这样完成了燃料电池氢能汽车用碳纤维丝预浸料制造方法的操作过程。

本发明还提供一种基于上述燃料电池氢能汽车用碳纤维丝预浸料制造装置的方法，该方法包括如下步骤：

a.碳纤维丝放料

将碳纤维丝放入装有预浸液的罐体中，具体地，将碳纤维丝缠绕于放卷辊1上，并旋转放卷辊1使碳纤维丝从纤维进口2放入罐体中。

b.碳纤维丝浸入

将进入罐体中的碳纤维丝绕于浸润辊5上，浸润辊5将碳纤维丝浸入预浸液中。

c.冷却成型

使浸入预浸液中的碳纤维丝经过模具7，模具7对碳纤维丝上的预浸液进行冷却同时对纤维丝进行挤压，使预浸液成型包裹于碳纤维丝上。

d.收料缠绕

将包裹有预浸液的碳纤维丝端部固定于收卷辊8上，收卷辊8旋转，使浸料成型后的碳纤维丝收纳缠绕于收卷辊8上。

e.预浸液补充

在罐体内设置警戒高位线和警戒低位线，通过液位检测器4检测罐体内预浸液液面高度，预浸液液面位于警戒高位线和警戒低位线之间则预浸液高度处于适当位置，当液位检测器4检测到预浸液液面低于警戒低位线，液位检测器4控制加料漏斗3的电动阀门打开，向罐体内补充预浸液，直至预浸液高度到达警戒高位线，当预浸液液位高度达到警戒高位线，液位检测器4控制加料漏斗3停止补充预浸液。

本发明的有益效果是：该燃料电池氢能汽车用碳纤维丝预浸料制造方法，可在碳纤维上包裹一层塑料，从而制成碳纤维丝预浸料，这样能减小碳纤维丝在后续成型为纤维材料产品过程中的各工序中摩擦带来的强度损失，增加成型后的纤维材料产品的强度。该燃料电池氢能汽车用碳纤维丝预浸料制造装置可高效完成碳纤维丝的浸料过程，从而将碳纤维丝制造成碳纤维丝预浸料，且该装置能自动完成预浸液的补充，自动化程度高，操作简单。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。