[发明专利]一种单向连续性纤维热塑性增强带的制备工艺

摘要

本发明提供一种单向连续性纤维热塑性增强带及其制备工艺。制备工艺步骤包括：放纤与开纤处理、张力调节、薄膜放卷、加热处理、打印浸渍、热压粘合、冷压定形、收卷几个基本步骤。本发明是一种基于3D打印技术的单向连续性纤维热塑性增强带制备工艺，实现了单向连续性纤维增强带的快速成型，极大的简化了生产步骤，提高了生产效率。本发明的单向连续性纤维增强带具有纤维分布均匀、尺寸稳定性好，力学性能优良等显著优点。

主权项

1.一种单向连续性纤维热塑性增强带的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：(1)放纤与开纤处理：将连续性纤维卷安放在纱架之上，连续性纤维通过纱架上的小导丝孔牵引导出，所述的连续性纤维穿过导丝孔板架与开纤装置均匀平行排布成带状，所述的连续性纤维再经张紧辊组施加100～500N的张力；(2)薄膜卷放卷：将聚合物材料薄膜卷放置在放卷电机上，所述的聚合物材料薄膜经导向辊导出，并与连续性纤维汇集至一处，所述的聚合物材料薄膜位于连续性纤维正下方的一面，然后调节两个压合辊之间高度，使连续性纤维与聚合物材料薄膜贴合在一起；(3)加热处理：将连续性纤维与聚合物材料薄膜共同经过工作平台区域的加热装置，加热温度控制在聚合物材料薄膜所用聚合物熔点之上的10～60℃，使薄膜熔融软化但不发生垂滴为准；(4)打印浸渍：利用3D打印机上的3D打印机头将聚合物树脂熔条打印在连续性纤维的正上方的一面，所述3D打印机头的加热温度为180～380℃，具体温度可根据所选用的聚合物树脂材料而定，所述3D打印机通过滑杆导轨与3台电机调节控制3D打印机头可以沿带材平行的平面前后、左右移动，又可以调节上下高度，通过预先编制好的程序，输入连续性纤维行进速度和3D打印机头的行进速度后程序自动计算出3D打印机头的行进路径，最终使得3D打印机头打印的聚合物树脂熔条轨迹在连续性纤维的上表面呈S型；(5)热压粘合：将打印的上层聚合物树脂熔条与下层聚合物薄膜通过上、下热压辊压合，得到预浸带，所述的上、下热压辊的表面温度控制在聚合物树脂熔条和聚合物薄膜所用聚合物熔点以下20～60℃；(6)冷压定形：将步骤(5)所得预浸带导入冷却辊组冷却，所述的冷却辊组内通冷凝水作为冷却介质，冷却的同时调节冷却辊组的上下辊组间距，控制预浸带带材厚度，所述的冷却辊组压力控制在1～5MPa，最终得到厚度为0.1～5mm的单向连续性纤维热塑性增强带；(7)收卷：通过牵引辊将制好的单向连续性纤维热塑性增强带带材缠绕到收卷装置上。