[发明专利]一种金属包裹短纤维布成型装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种金属包裹短纤维布成型装置及其使用方法，包括气相沉积装置，纤维丝原料贯穿气相沉积装置设置，用于对纤维丝原料表面沉积金属层；沉积金属层的纤维丝穿入纤维丝切断装置；纤维丝切断装置的出料口及树脂加注装置的出料口均与混合装置的进口端连接；磁场发生装置设置在混合装置的外侧；混合装置的出口端与布料碾压装置的进料口连接，布料碾压装置用于辊压成型得到短纤维布成品；本发明对纤维丝原料的表面沉积金属层，使纤维丝具有导电性；将短纤维丝与树脂在混合装置中进行混合；利用磁场对布料混合物中的纤维丝的取向分布进行调节，使纤维丝按照可控的取向分布，满足短纤维布不同工况下的性能要求，结构及工艺简单，生产成本较低。

技术领域

本发明属于纤维复合材料加工成型技术领域，特别涉及一种金属包裹短纤维布成型装置及其使用方法。

背景技术

纤维增强复合材料具有高比强度、高比模量、高抗疲劳性、耐腐蚀、成形工艺性好以及可设计性强等特点，广泛应用于航空、航天、汽车、体育生活及机械制造等领域，纤维增强复合材料按纤维的形状、尺寸可分为短纤维增强复合材料、连续纤维增强复合材料和纤维布增强复合材料，它们具有不同的特点和用途；短纤维增强复合材料，其主要由基体与短纤维增强体组成。

目前，短纤维布的成形方法主要有织造法、熔喷法等；例如中国专利申请“具有短纤维的熔喷纤维网”(公开号：CN101688342A)中公开了，包括喷融装置和喂料装置，通过熔喷装置将固体原料高温熔融成纺丝熔体，再通过高速气流拉伸纤维束，在喂料机中混合，最终得到双组分或多组分构成的成品；又如，中国专利申请“以熔喷为载体与超短纤维混合的非织造布制造设备和方法”(公开号：CN106436026A)中公开了以熔喷为载体与超纤维混合制造非织造布；中国专利申请“一种大宽幅单向短纤维布的生产工艺”(公开号：CN108215206A)中公开了，通过短纤维的多根束带并列轧制，将至少两块加热冷却后形成粘合布并列粘合。

上述工艺生产的短纤维布的粘合性较差，工艺复杂，生产成本较高，且短纤维的取向及分布随机不可控制，无法满足短纤维布不同工况下的性能要求。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种金属包裹短纤维布成型装置及其使用方法，以解决现有的成型装置，生产的短纤维布的粘合性较差，工艺复杂，生产成本较高的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种金属包裹短纤维布成型装置，包括气相沉积装置、磁场发生装置、布料碾压装置、树脂加注装置、混合装置及纤维丝切断装置；纤维丝原料贯穿气相沉积装置设置，用于对纤维丝原料表面沉积金属层；

沉积金属层的纤维丝穿入纤维丝切断装置；纤维丝切断装置的出料口及树脂加注装置的出料口均与混合装置的进口端连接；磁场发生装置设置在混合装置的外侧；混合装置的出口端与布料碾压装置的进料口连接，布料碾压装置用于辊压成型得到短纤维布成品。

进一步的，还包括纤维丝滚筒，纤维丝原料均匀缠绕在纤维丝滚筒上。

进一步的，还包括滚轮装置；滚轮装置设置在气相沉积装置与纤维丝切断装置之间；滚轮装置包括滚轮电机、滚轮皮带及滚轮本体；滚轮皮带的一端与滚轮电机的输出端连接，另一端与滚轮本体连接；沉积金属层的纤维丝绕过滚轮本体后，穿入纤维丝切断装置。

进一步的，气相沉积装置包括冷却板、气化室、气化装置及沉积滚筒；气化室的一侧设置有纤维丝进口，另一侧设置有纤维丝出口；沉积滚筒转动设置在气化室中，纤维丝原料通过纤维丝进口进入气化室中，并绕过沉积滚筒后通过纤维丝出口穿出气化室；气化装置设置在气化室的底部，气化装置的出口与气化室连通；冷却板密封设置在气化室的顶部。

进一步的，磁场发生装置包括硅钢片屏蔽体、圆环支架及若干电磁线圈；圆环支架套设在混合装置的外侧，硅钢片屏蔽体设置在圆环支架的外侧，硅钢片屏蔽体采用若干硅钢片压制得到；若干电磁线圈环向均匀设置在圆环支架内侧。