[实用新型]制造碳纤维预浸布素材之设备

说明书

技术领域

本实用新型有关于一种制造碳纤维预浸布素材(Prepreg)之设备，特别是指一种能够将二层或二层以上碳纤维预浸布素材，以同方位、不同方位、或多方位堆栈，藉以增加其整体之结构强度、韧性，并可提升抗拉强度及拉伸模度之制造碳纤维预浸布素材(Prepreg)之设备。

背景技术

习知碳纤维预浸布素材在制造流程上系将碳纤维束经涂布机与含浸机及压合等工序制成所需单位规格(g/㎡)的预浸布，详言之，制造上为使得碳纤维束形成具有可塑形并具有较佳的结构强度的复合布材，必须先将碳纤维束透过延展机具进行平面式均匀扩砂作业，再与均匀涂布有树脂之上、下离型纸(Resin Coated Interleaf)透过滚轮，使得通过上、下离型纸之间的碳纤维束含浸树脂，最后经过冷却或烘干后，以单一方向纹路一体成型所需单位规格(g/㎡)的预浸布素材(注：其中单位规格系包含每平方米的碳纤维纱重量，及每平方米所含树脂层的重量百分比。)。

惟，该单一方向纹路制成之单方向预浸布素材物理与化学特性虽佳，但从其形成预浸布后的整体结构则存在瑕疵，如第一图所示，可以清楚看出习知碳纤维预浸布制造后的碳纤维预浸布5具有碳纤维层51与含浸包覆在该碳纤维层51外侧表面之树脂层52，以及上、下离型层53,54，产品制造商应用于产品塑形时先裁切成所需尺寸，再将其中一层离型层53(54)撕开，贴合于预塑形的产品模型上，经特定的塑形工序于完成后再撕开另一层离型层54(53)即可。但是，因为该树脂层52仅仅含浸在该碳纤维层51的上、下表面上，无法令该树脂层52充分含浸至碳纤维预浸布素材5的内部，除使得整体结构稳固性堪虑，亦使得该碳纤维预浸布素材5的内部结构无法进行强化处理，换言之，该碳纤维预浸布素材5受限于既有结构，一旦被要求更高的结构强度时，只能够再以外加相同材质或异种材质来达到目的，亦即，该单一方向纹路制成之单方向预浸布素材尚需依据单方向预浸布基材应用的模式，调整单方向预浸布基材的结构强度，使单方向预浸布基材具有100公克/平方公尺(g/m²)或是160公克/平方公尺(g/m²)等各种不同需求之强度，以便可供应用在各种不同的用途，例如制造飞机、汽车、自行车的车体、3C产品的外壳或是高尔夫球杆、羽毛球拍或网球拍等各式产品。然而，在现今各种产品讲究轻薄的设计要求下，习知碳纤维预浸布素材5将若以同种材质外加层迭不但整体结构增厚，制造成本提升；而若以异种材质结合(如采用金属片)则会因为不同材质热膨胀系数差异，而容易造成结合面在所处环境的影响下，使得结合面发生松动影响结合强度，更甚者会造成相互剥离现象。简言之，习知制造碳纤维预浸布素材的设备难以达到符合所需应用之条件及薄型化，成为相关业者在加工制程时的极大困扰。

有鉴于此，本案创作人乃秉持从事该项业务与机构设计多年之经验，了解到习知制造碳纤维预浸布素材的瑕疵，并尝试找出解决所在，经多方探讨，详加设计且审慎评估后，最终提出一套创新且可行之制造方式。

实用新型内容

本实用新型之目的，即在于提供一种制造碳纤维预浸布素材之设备，该设备能够将二层或二层以上碳纤维预浸布素材，以同方位、不同方位、或多方位堆栈，藉以能够增加其整体之结构强度、韧性，并可提升抗拉强度及拉伸模度之效果。

本实用新型制造碳纤维预浸布素材之设备之再一目的，在于该设备所制造出的碳纤维预浸布素材，在相同规格的单位总重量(g/㎡)不但为多层设置，且在一层与一层的碳纤维层间皆含浸树脂层，藉以强化碳纤维预浸布素材内部之强度，而能够达到在相同规格条件下提升整体结构强度效果，藉以达到薄型化的要求。

本实用新型制造碳纤维预浸布素材之设备之又一目的，在于该设备所制造出的碳纤维预浸布素材，在相同规格的单位总重量(g/㎡)不但为多层设置，且在多层中具有强化素材，藉以提供该碳纤维预浸布素材在径向与轴向的承受力更佳，更加提高多方向性的抗拉强度(Tensile Strength)及拉伸模量(Tensile Module)，使得整体结构强度更为强化。

为达到上述目的，本实用新型制造碳纤维预浸布素材之设备，系包括：一工作主机，其上设有能够将碳纤维进行扩纱、涂胶及压合之扩纱机构、涂布机构及压合机构，其特征在于：该工作主机之压合机构在工作流程中设置有复数工站，且在其中的至少一个压合工站前串接有一工作副机，该工作副机能够藉与该工作主机之工作流程同方位、不同方位、或多方位，将另一组经扩纱、涂胶及压合之预浸布素材，交会于该工作主机经扩纱、涂胶及压合后之预浸布素材上，并一体压合形成具有多层的预浸布素材。