[发明专利]一种高性能碳纤维复丝自动制样装置及方法

说明书

本申请公开了一种高性能碳纤维复丝自动制样装置，包括依次排列的用于悬挂纤维卷的纤维纱架、浸胶槽、温控固化炉、复丝样条牵引装置、纤维切刀以及预牵伸装置；还包括控制所述复丝样条牵引装置和纤维切刀开合的总控制器；所述预牵伸装置给悬挂在纤维纱架上的并依次经过浸胶槽、温控固化炉、复丝样条牵引装置和纤维切刀的纤维丝束提供预牵伸力；预牵伸后的纤维丝束依次经过浸胶槽浸胶、温控固化炉加热固化后被复丝样条牵引装置牵引至纤维切刀上被切割成多段样品。同时本申请可实现多组样品同时进行制样，并且可实现碳纤维复丝的定长切割，大大降低碳纤维复丝制样过程中引入的人为操作误差。

技术领域

本公开一般涉及高性能碳纤维的技术领域，具体涉及一种高性能碳纤维复丝自动制样装置及方法。

背景技术

碳纤维是一种高强、高模的含碳量在94％以上的新型纤维材料，它具有优异的力学性能，比重不到钢的1/4，由其制成的复合材料的抗拉强度却是钢的7-9倍，抗拉弹性模量也优于钢，因其种种优势，使得该材料的应用越来越广泛，高端体育器材、压力容器、航空航天、汽车轻量化、风电叶片等涉及民生的各行各业均开始有了不同程度的使用。

随着中国碳纤维技术的逐步突破，中国碳纤维的生产打破了国外的技术垄断，T300、T700碳纤维已实现了稳定的国产化，国内的碳纤维检测技术也在这一过程中逐步得到改进与完善，稳定可靠的检测数据为我国碳纤维行业突破国外技术壁垒提供了强有力的数据支持，为技术改进提供了指导依据。

目前碳纤维复丝制样过程大多采用手工缠丝、浸胶、烘箱固化的模式，因在手工缠丝过程中可能会导致纤维加捻，无法保证张力的均匀度和纤维束间的平行度，使得最终所制作的复丝样条的测试结果不能完全真实反应出高性能碳纤维的力学性能。后虽有碳纤维束丝自动浸胶制备复丝的办法，因需将浸胶后的碳纤维束丝逐步缠绕在绕丝架上旋转再浸胶，然后剪下固化，过程中胶液易浪费，且浸胶后的丝束不便转移、复丝样品呈片状不易于测试模量等原因，并没有得到普遍应用。

目前国内碳纤维制样过程大多采用手工缠丝、浸胶、烘箱固化的模式，在制样过程中所引入的人为操作误差较大，且因在手工缠丝过程中可能会导致纤维加捻，纤维制样过程中的张力均匀度、纤维束间的平行度无法完全保证，使得最终所制作的复丝样条的测试结果不能完全真实反应出高性能碳纤维的力学性能。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种大大降低碳纤维复丝制样时间，提高检测效率，可为碳纤维生产线提供高质量、高时效的检测数据的高性能碳纤维复丝自动制样装置及方法。

第一方面本申请提供一种高性能碳纤维复丝自动制样装置，包括依次排列的用于悬挂纤维卷的纤维纱架、浸胶槽、分段温控固化炉、复丝样条牵引装置、纤维切刀以及预牵伸装置；还包括控制所述复丝样条牵引装置和纤维切刀开合的总控制器；所述预牵伸装置给悬挂在纤维纱架上的并依次经过浸胶槽、温控固化炉、复丝样条牵引装置和纤维切刀的纤维丝束提供预牵伸力；预牵伸后的纤维丝束依次经过浸胶槽浸胶、温控固化炉加热固化后被复丝样条牵引装置牵引至纤维切刀上被切割成多段样品。

根据本申请实施例提供的技术方案,所述浸胶槽的靠近纤维纱架的一端上方以及底面均设置有传动辊；所述浸胶槽的与所述温控固化炉相邻的一端设置有可升降的刮胶板。

根据本申请实施例提供的技术方案,所述浸胶槽的侧壁顶部开设有插入所述刮胶板的插槽；所述插槽的底部中央可转动的安装有沿插槽长度方向延伸的转轴，所述转轴的中部固定连接有凸轮；所述刮胶板的底面开设有供所述凸轮插入的限位槽；所述转轴的端部伸出所述浸胶槽的侧壁安装有转动手柄。

根据本申请实施例提供的技术方案,所述浸胶槽内的胶样含量在浸胶槽容量的二分之一以上。

根据本申请实施例提供的技术方案,所述浸胶槽内设置有恒温控制装置。

根据本申请实施例提供的技术方案,所述复丝样条牵引装置包括下传送组件和上传送组件以及控制上传送组件上下运动的驱动机构。