[发明专利]一种碳纤维束的薄层化方法以及装置

说明书

本发明涉及一种碳纤维束的薄层化方法以及装置，属于炭纤维束牵引装置技术领域。一种碳纤维束的薄层化方法，利用放丝器将纤维束收卷到收丝器上，其特征在于，所述放丝器和收丝器之间设置有张力辊组和横震动辊组，张力辊组中的张力辊与横震动辊组中的横震动辊间隔设置；纤维束由放丝器逐个绕过张力辊和横震动辊后被收丝器收集；通过张力辊组中的张力辊调整纤维束的张力，通过横震动辊组中的横震动辊提供在水平方向的垂直于纤维束走丝方向的振动。

技术领域

本发明涉及一种碳纤维束的薄层化方法以及装置.，属于炭纤维束牵引装置技术领域。

背景技术

碳纤维增强复合材料具有质量轻盈、拉伸强度高、耐腐蚀、可设计性强等优点，受到各个行业的青睐。为方便存储、运输和使用，碳纤维束一般是先被树脂浸渍做成预浸料，再根据需要做成各种形状的产品。预浸料的质量大大影响了最终产品的质量，其中最重要的指标是浸渍的均匀度。树脂越能均匀地浸渍碳纤维，空隙越少，预浸料的力学性能就越好。

一个增加浸渍的均匀度的有效办法是在浸渍之前对纤维束进行薄层化。薄层化后的纤维束在厚度上更薄，在宽度上更宽，纤维丝之间的排列堆叠也更有序，从而被树脂浸润时也更加容易和均匀。机械辊法是一种成熟而又普遍使用的纤维束薄层化方法。专利CN105121720A提出了使用一种接触体的旋转来薄层化纤维束的方法。这种接触体通过旋转来周期性地压入、释放纤维束，使得纤维束里面的纤维丝铺展开来。专利CN101818425A使用机械辊组来将纤维束展开。在整个机械装置的前端是分流梳，其作用为将原始的纤维束分散开。在分流梳之后是可以横振动的辊，通过横向振动的方式分散纤维束；横振动辊由变频电机减速机提供动力，经由一个凸轮轴传到两个横振动辊本身。横振动辊之后是在竖直方向调整位置的升降辊，其作用为保持横振动辊的展纱结果。

传统的机械辊法通过对纤维束施加张力来使得纤维束薄层化，并且会增加或者在横向的或者纵向的振动来促进效果，这种办法实惠可靠。但是在面对不同规格尺寸的纤维束时就会显得吃力，因为所需的张力值是不一样的，所需的振幅和频率也是不同的；并且同一规格尺寸的纤维束要达到不同的薄层化效果时，所需的张力值、横振动的振幅和频率也是不同的。

发明内容

本发明提供一种碳纤维束的薄层化方法以及装置，通过将纤维束牵引过张力辊并对其中的一个或几个张力辊施加横向的振动，从而达到将纤维束薄层化的效果。

本发明是通过如下的技术方案，解决上述技术问题：

一种碳纤维束的薄层化方法，利用放丝器将纤维束收卷到收丝器上，其特征在于，所述放丝器和收丝器之间设置有张力辊组和横震动辊组，张力辊组中的张力辊与横震动辊组中的横震动辊间隔设置；纤维束由放丝器逐个绕过张力辊和横震动辊后被收丝器收集；通过张力辊组中的张力辊调整纤维束的张力，通过横震动辊组中的横震动辊提供在水平方向的垂直于纤维束走丝方向的振动。

上述技术方案的优点是：放丝器，用于从纤维束卷上释放纤维束；张力辊组用于逐渐增加纤维束中的张力；横振动辊组，用于提供在水平方向的垂直于纤维束走丝方向的振动；收丝器，用于收起薄层化后纤维丝的同时配合放丝器和张力辊提供纤维丝束中的张力；放丝器给予纤维卷一定的阻力，当纤维束被牵引而从纤维卷上释放时，纤维束中具有一定的初始张力；所述的放丝器中，优选的膨胀轴轴径由小变大而绷紧纤维卷筒；膨胀轴优选与磁粉制动器相连接，从而为纤维卷提供一定的阻力矩。膨胀轴优选通过键连接的方式与磁粉制动器连接。磁粉制动器固定在支架上；磁粉制动器所提供的阻力矩可以根据需要而调整；放丝器在空间上远离张力辊组，以防止薄层化过程中纤维丝在水平平面内弯曲弧度过大而造成翻转，放丝器与张力辊组之间的距离优选在3米以上；所述的张力辊组固定在支架上，不可转动，以提供一定的摩擦系数。为装配方便，张力辊与支架之间的配合为轴孔过盈配合

在上述技术方案的基础上，本申请对上述技术方案，做出如下的完善及改进：

进一步，所述张力辊组中的张力辊有三个，分别为张力辊A、张力辊B和张力辊C。