一種碳纖維成型設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及注塑機領域，具體涉及一種碳纖維成型設備。
【背景技術】
[0002]碳纖維是一種碳含量在90%(質量分數)以上的新型無機纖維材料，具有高比強度、高比模量、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、抗輻射、導電、傳熱、和相對密度小等一系列優異性能，屬于典型的高性能纖維。碳纖維既有碳材料的固有特性，又兼備紡織纖維的柔軟可加工性，利用碳纖維制作的構件質量輕、比剛度高，應用范圍廣泛。但是，目前已經成熟的碳纖維應用形式主要有四種，一種為手糊壓層法，將浸過膠后的碳纖維片剪形疊層，或是一邊鋪層一邊刷上樹脂，再熱壓成型，該種方法制成的碳纖維產品強度高，但生產效率低下；一種為纏繞成型法，將碳纖維單絲纏繞在碳纖維軸上，此種方法只適用于制作圓柱體和空心器皿，且生產效率低下;一種為模壓法，這種方法是將已預浸樹脂的碳纖維材料放入金屬模具中，加壓后使多余的膠液溢出來，然后高溫固化成型，該種方法制成的碳纖維產品強度高，但同樣生產效率低下，且無法制作結構件;一種為長纖粒料注塑法，將碳纖維預加工，制成粒料，再經由注塑機注塑成型，此種方法雖然解決了生產效率問題，但在粒料中纖維長度較長的碳纖維，經過注塑機螺桿和熱流道的剪切和加熱作用下，制成品中纖維長度在5_以上的僅為30%，致使制成品強度大大降低。
[0003]由于碳纖維材料本身的強度在高溫下易受損害，且碳纖維的長度以及其在制成品中的交錯復雜程度，將影響其制成品的強度，由此可見，目前對于碳纖維的應用，在即保證碳纖維材料強度又實現大批量工業化生產的生產工藝是空缺的，對于實現碳纖維的連續化生產和成型加工的設備同樣處于市場空白的狀態，因此，研制一種即能夠減少碳纖維受高溫損害的時間又能夠增大碳纖維在制成品中的長度，且能滿足工業化大批量生產的效率需求的設備是尤為必要的。
[0004]鑒于上述缺陷，本發明創作者經過長時間的研究和實踐終于獲得了本發明。
【發明內容】
[0005]為解決上述技術缺陷，本發明采用的技術方案在于，提供一種碳纖維成型設備，其用于加工含碳纖維材料的注塑材料，包括:
[0006]—配混結構，其用以將配方材料進行剪切、加熱，使其達到熔融狀態，并將連續形態的碳纖維材料進行剪切后與熔融狀態的所述配方材料配混形成注塑熔體；
[0007]—多級注射結構，其用以當所述注塑熔體容量達到設定值后，注射所述注塑熔體；
[0008]一儲射轉換結構，其用以在所述多級注射結構關閉時，臨時存儲所述注塑熔體;在所述多級注射結構開啟時，將所述儲射轉換結構和所述配混結構中的所述注塑熔體送入所述多級注射結構；
[0009]所述多級注射結構包括:一注射噴嘴，其為所述注塑熔體的排出口。
[0010]較佳的，所述儲射轉換結構包括儲射轉換結構本體，用以實現對接收注塑熔體進行儲射轉換功能，所述儲射轉換結構還包括:一儲射閘閥，用于改變所述注塑熔體流向；所述儲射閘閥包括:一儲射閘閥閥座，其上設置有第一通道和第二通道，所述第一通道和所述第二通道均用以流通所述注塑熔體;一儲射閘閥閥芯，其位于所述儲射閘閥閥座內部，用以改變所述注塑熔體的流通狀態;所述儲射閘閥閥芯包括:雙通孔和三通孔，所述雙通孔能夠隨著所述儲射閘閥閥芯的移動實現導通狀態與非導通狀態的切換，在導通狀態時，所述雙通孔用以將所述注塑熔體引入并流出所述儲射閘閥;所述三通孔能夠隨著所述儲射閘閥閥芯的移動實現三通狀態與兩通狀態的切換，在兩通狀態時，所述三通孔實現所述儲射閘閥閥芯與所述儲射閘閥閥座的導通，在三通狀態時，增加接收所述注塑熔體的進入。所述儲射轉換結構為所述配混結構連續不斷供來的所述注塑熔體設置一個臨時儲藏空間，在工業生產中，大大增加了生產效率，避免反復啟停對設備造成的損害，同時避免對所述注塑熔體的反復加熱造成能源的浪費;所述注塑熔體通過在兩個閥道中交換進出，減少舊料在所述儲射轉換結構中的殘留時間。
[0011]較佳的，所述配混結構包括配混結構本體，其用于對待加工材料進行剪切、熔融；所述配混結構本體包括一螺桿筒體，其用于對配混過程提供實施空間，所述螺桿筒體包括至少一個筒體組件，其用于構成所述螺桿筒體;所述筒體組件包括:開口筒體和閉口筒體，所述開口筒體上設置有通孔，所述通孔用于將待加工材料投入所述配混結構中；所述閉口通體，其用于構成所述螺桿筒體;根據工藝需要，所述通孔在所述螺桿筒體上所處的位置，由所述開口筒體和所述閉口筒體的組合確定。所述配混結構能夠將所述待加工材料由顆粒狀態轉變為可流動的熔融狀態，且通過所述開口筒體和所述閉口筒體自有組合的形式可根據工藝的具體需要，調整所述通孔在所述螺桿筒體上的布置位置，進而通過對所述通孔位置的改變以及與所述螺桿筒體上設置的加熱裝置的配合，把握所述待加工材料的加熱時間和加熱溫度，滿足工業生產的多樣化需求，避免企業重復購置配件而造成的成本增加。
[0012]較佳的，所述多級注射結構包括:一注射結構本體，其用于完成注塑熔體的注射過程;所述注射結構本體包括:一注射儲料缸，其用于存儲所需容量的所述注塑熔體;一進排料管座，其用于引入所述注塑熔體，并將所述注射儲料缸內的所述注塑熔體注射排出;所述進排料管座包括:一進料管和一排料管，所述進料管，其用于引入所述注塑熔體;所述排料管，其用于將所述注射儲料缸內的所述注塑熔體注射排出。所述多級注射結構通過對所述注塑熔體的緩沖儲料、擠壓注塑，完成對所述注塑熔體的射出。
[0013]較佳的，所述待加工材料包括連續纖維和配方材料;所述開口筒體上的通孔數量至少為2個，所述通孔包括:第一進料通孔，其用于投入所述連續纖維;第二進料通孔，其用于投入所述配方材料。將所述連續纖維和所述配方材料分開投入所述配混結構中，可根據不同的工藝需求，實現對不同的所述待加工材料的選擇以及不同的加工方式。
[0014]較佳的，所述螺桿筒體內部設有螺桿組件，所述螺桿組件由至少兩根并排設置的螺桿構成，所述螺桿組件用于剪切待加工材料，并沿螺旋線前進方向將所述待加工材料輸送到下游。
[0015]較佳的，其中至少一個所述第一進料通孔位于所述第二進料通孔的下游位置。所述連續纖維的投入位置位于所述配方材料的投入位置的下游，可減小對所述連續纖維的剪切和加熱時間，從而使所述連續纖維剪切后的形成的纖維片段長度更長，大于5_的纖維片段占比更多，進而使注塑成型后的成品件在抗拉強度和抗沖擊強度上，較之所述連續纖維加熱和剪切時間長的生產方式，都有更大的提升。
[0016]較佳的，所述配混結構外部還連接至少一側喂料裝置，其用于實現側方投料，所述螺桿筒體上還設置有與所述側喂料裝置相對應的通孔;所述側喂料裝置包括一側喂料配混裝置，其用于對所述側喂料進料口投入的所述待加工材料進行剪切、熔融。設置所述側喂料裝置可在復雜的注塑生產工藝中，將加熱溫度、加熱時間存在較大差異的不同種類的所述配方材料分別加工，待其熔融后，再進行配混，滿足了復雜工藝下的多樣化生產需求，避免因不同的材料同時剪切、同時加熱熔融，對產品結構、產品的工藝性能造成損失。
[0017]較佳的，所述碳纖維成型設備還包括:一纖維上料結構，其用于將纖維狀所述待加工材料輸送到所述配混結構中；一塑料上料結構，其用于將顆粒狀所述待加工材料輸送到所述配混結構中。
[0018]較佳的，所述儲射閘閥上部連接一緩沖儲料缸，其用于實現所述注塑熔體的存儲和擠出。設置所述緩沖儲料缸可以為所述配混結構連續不斷供來的所述注塑熔體設置一個臨時儲藏空間，在工業生產中，大大增加了生產效率，實現連續生產，避免反復啟停對設備造成的損害。
[0019]與現有技術比較本發明的有益效果在于:1、所述配混結構能夠將所述待加工材料由顆粒狀態轉變為可流動的熔融狀態，且通過所述開口筒體和所述閉口筒體自有組合的形式可根據工藝的具體需要，調整所述通孔在所述螺桿筒體上的布置位置，進而通過對所述通孔位置的改變以及與所述螺桿筒體上設置的加熱裝置的配合，把握所述待加工材料的加熱時間和加熱溫度，滿足工業生產的多樣化需求，避免企業重復購置配件而造成的成本增加。2、所述連續纖維的投入位置位于所述配方材料的投入位置的下游，可減小對所述連續纖維的剪切和加熱時間，從而使所述連續纖維剪切后的形成的纖維片段長度更長，大于5_的纖維片段占比更多，進而使注塑成型后的成品件在抗拉強度和抗沖擊強度上，較之所述連續纖維加熱和剪切時間長的生產方式，都有更大的提升。3、設置所述側喂料裝置可在復雜的注塑生產工藝中，將加熱溫度、加熱時間存在較大差異的不同種類的所述配方材料分別加工，待其熔融后，再進行配混，滿足了復雜工藝下的多樣化生產需求，避免因不同的材料同時剪切、同時加熱熔融，對產品結構、產品的工藝性能造成損失。4、所述儲射轉換結構為所述配混結構連續不斷供來的所述注塑熔體設置一個臨時儲藏空間，在工業生產中，大大增加了生產效率，避免反復啟停對設備造成的損害，同時避免對所述注塑熔體的反復加熱造成能源的浪費，所述注塑熔體通過在兩個閥道中交換進出，減少舊料在所述儲射轉換結構中的殘留時間。
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本發明各實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。
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