[发明专利]一种能吸附和吹离碳纤维预浸丝束的纤维铺放压辊及方法

说明书

一种能吸附和吹离碳纤维预浸丝束的纤维铺放压辊及方法，通过在压辊刚性体和压辊弹性体上开设通孔，压辊轴内开设有气路，气路经过相应的空间与通孔相连，形成气体通道，通过电磁阀控制通向气体通道中的气体，实现控制通入气体通道中的气压为正压或负压，通过电磁阀控制负压和正压的切换，使压辊可以在对应的功能要求下实现对预浸丝束的吸附和吹离。本发明既可以在重送过程中有效的约束预浸丝束，也可以有效的防止预浸丝束在铺放过程中卷绕在铺放压辊上，提高了纤维铺放的铺层质量。

技术领域

本发明涉及一种自动纤维铺放设备，具体涉及一种能吸附和吹离碳纤维预浸丝束的纤维铺放压辊及方法，用于生产由复合材料制成的部件。

背景技术

树脂基纤维增强复合材料具有密度小、比强度高、比模量高、抗疲劳性和耐腐蚀性高，以及结构功能一体化、设计制造一体化等优点。在航空航天、风力发电叶片、汽车等领域有着非常广阔的应用前景。纤维铺放是一种树脂基纤维增强复合材料自动化、高质量制造技术。它是自动铺丝束成型技术和自动窄带铺放成型技术的统称，是在已有缠绕和自动铺带技术的基础上发展起来的一种全自动化制造技术。纤维铺放技术继承了纤维缠绕和自动铺带技术的优点，为加工复杂形体的构件提供可能。

在碳纤维预浸丝束铺放过程中，为了使碳纤维预浸丝束更好的铺放在模具表面，需要在铺放过程中对碳纤维预浸丝束进行加热，增加其黏性。但是随着黏性的增加，预浸丝束粘附在压辊上的概率也将大大增加，一旦碳纤维预浸丝束黏附在压辊上，铺放过程将被迫中断，且已铺放的铺层也将会在压辊的拉扯下遭到破坏。

在铺丝头的设计时，为了使铺丝头可以适应大曲率的凹面模具，通道出口和压辊之间不可避免的将会存在一段20mm左右的距离。在重送时，预浸丝束在这一段距离内将会是完全自由的状态，导致在铺放时预浸丝束出现倾斜、褶皱、长短不一等现象。因此在重送过程中，需要预浸丝束在此自由段内能够很好的约束在铺放压辊表面，直至其输送到模具表面。

在现有的铺放压辊中，为了防止预浸丝束黏附在压辊表面，会在压辊表面包覆一层聚四氟乙烯或高分子量聚乙烯等不易于树脂粘附的材料。可以在一定程度上解决铺放过程中被加热的预浸丝束粘附在压辊上的问题，但是随着铺放时间的增加，压辊表面将会不可避免的粘附一些树脂颗粒，使预浸丝束粘附在压辊上的概率增大，尤其在进行第一层铺放时，因为模具表面贴有脱模布的原因，导致预浸丝束与模具的黏力不足，进一步加大了预浸丝束粘附在压辊上的可能性。最重要的是这样会导致重送时，预浸丝束会存在20mm左右的自由段，此段预浸丝束的姿态不可控，严重影响了铺层质量。

发明内容

为克服现有技术中的问题，本发明的目的是提供一种能够吸附和吹离碳纤维预浸丝束的纤维铺放压辊及方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种能吸附和吹离碳纤维预浸丝束的纤维铺放压辊，包括套装在压辊轴上的压辊刚性体，压辊轴与压辊刚性体之间设置有密封圈，密封圈将压辊轴与压辊刚性体之间的空间沿轴向分隔为多个相互独立的空间，每个空间在轴向位置上与丝束通道板上的每个丝束通道相对应；压辊刚性体上套装有压辊弹性体，压辊刚性体和压辊弹性体上均开设有若干通孔，压辊刚性体上的通孔在周向方向上为多圈，每圈通孔包括若干个，压辊刚性体和压辊弹性体上的通孔数量相同，并且压辊刚性体和压辊弹性体上的径向通孔相连通；压辊轴一端开设有一个或多个气路，另一端也开设有一个或多个气路，压辊轴上设置的气路总数量与丝束通道板上的丝束通道数量一致，多个气路的出口经相应的空间与压辊刚性体上的多圈通孔相连通，形成多个气体通道；压辊轴上的每个气路入口通过气路管道与电磁阀相连，电磁阀能够根据控制信号控制输入压辊轴的每个气路入口的气压。

本发明进一步的改进在于，压辊刚性体和压辊轴均采用碳钢制造。

本发明进一步的改进在于，压辊弹性体采用弹性材料制造。

本发明进一步的改进在于，弹性材料为硅橡胶、聚氨酯或高密度海绵。