一种定宽干纤维带制备方法与流程

1.本发明涉及复合材料制备技术领域，尤其涉及一种定宽干纤维带制备方法。


背景技术：

2.干纤维带通常用于自动铺带工艺中，其为碳纤维经过定型处理后制成的干态纤维带，其广泛应用于飞机的制造领域，如何保障纤维带的质量成为了目前亟待解决的问题。
3.现有技术中，如申请公布号为cn115847935a中公开的一种干纤维带制备方法中，介绍了一种先对纱线进行展纤形成片纱，然后再通过在片纱表面增加粘接剂、定型剂的方式来提高干纤维带的硬挺度，最后复合一层网纱，来提高片纱的结构性能。
4.然而发明人在实施上述方案时发现，上述干纤维带的母卷在收卷以后，需要经过进一步的分切形成窄带供后续的铺带或者铺丝过程中使用，但干纤维带的分切过程会对纤维带的性能造成一定影响，切割的误差以及反复的收卷放卷不仅影响了干纤维带的质量也造成加工成本的增加。


技术实现要素：

5.鉴于以上技术问题中的至少一项，本发明提供了一种定宽干纤维带制备方法，采用工艺的改进以提高干纤维带的质量。
6.根据本发明的第一方面，提供一种定宽干纤维带制备方法，包括以下步骤：纱筒放卷；将纱筒上纱线的宽度展开或者塑造成指定宽度形成预制体；施加定型剂至预制体表面；复合网纱至预制体的至少一表面上，并升温熔融所述定型剂形成干纤维带；检测所述干纤维带的宽度，若满足要求则进行收卷。
7.进一步地，所述纱线为碳纤维。
8.进一步地，所述纱线宽度展开或者塑造成指定宽度采用相对的滚轮和/或槽辊的形式成型。
9.进一步地，所述滚轮或槽辊上具有环形凹槽，所述凹槽的宽度与所述预制体的宽度相适应。
10.进一步地，所述定型剂为环氧树脂粉末、聚酯粉末、热塑性粉末或者上述三者中任意至少二者的混合粉末。
11.进一步地，所述定型剂的施加采用撒粉或静电沉积的方式实现。
12.进一步地，所述网纱为纤维直径一致，排列均匀的网状结构。
13.进一步地，所述网纱为碳纤维网纱或者热塑网纱。
14.进一步地，升温采用烘箱或者红外辐射方式。
15.进一步地，检测所述干纤维带的宽度采用红外测微仪、光学观测站的方法。
16.本发明的有益效果为：本发明通过将经纱塑造成指定宽度的预制体，在预制体的
表面施加定型剂，并在预制体至少一表面上复合网纱，最后经过升温熔融定型成干纤维带，在定型完成后经过检测干纤维带的宽度，满足要求后进行定宽干纤维带的收卷。从而使定宽干纤维带的性能和质量保持不变，同时也没有增加制造的成本。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明实施例中定宽干纤维带制备方法的步骤流程图；图2为本发明实施例中定宽干纤维带制备方法的工艺路线图图3为本发明实施例中定宽干纤维带制备方法的滚轮或槽辊的结构示意图。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
20.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
21.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
22.如图1至图3所示的定宽干纤维带制备方法，包括以下步骤，具体请参考图1所示：s100：纱筒放卷。在本发明的一些实施例中，针对的是定宽的干纤维带，首先将一定数量的纱线进行分纱、排纱，使纱线排列整齐，并且互相之间不干扰，再放置在放卷架上，纱线放卷是本领域的常规技术手段，在这里不再进行赘述。
23.s200：将纱筒上纱线的宽度展开或者塑造成指定宽度形成预制体。经过纱筒放纱，使纱线的宽度展开达到需要的宽度，这里需要指出的是，将纱线的宽度展开到需要的宽度指的是通过展纤或者其他的方式使得纱线的宽度为最终铺带机使用时的宽度，在展开至指定宽度时，需要使得多根纱线的各部分结合成克重均匀、结合良好、无裂缝的片状结构，即形成预制体。
24.s300：施加定型剂至预制体表面。通过在预制体的表面施加定型剂，使片状的预制体硬挺度提升，并定型形成一个整体。这里需要指出的是，在本发明的一些实施例中，施加定型剂的方式有很多，可以是经过喷枪喷洒定型剂，也可以是将预制体浸渍在定型剂中，还可以是将定型剂多层铺叠在预制体上等其他施加定型剂的方法。
25.s400：复合网纱至预制体的至少一表面上。通过上述在预制体表面施加定型剂，定型剂具有粘性，接下来在预制体的至少一个表面复合网纱，网纱通过定型剂与预制体粘接
在一起，进而提高了定宽干纤维带的成型质量。这里需要指出的是，至少一个表面可以是预制体的上表面，也可以是预制体的下表面，或者上下表面均复网纱，复合网纱可以是通过多种形式，可以是通过静电纺丝、熔喷、纺粘的形式进行复合，也可以是通过压辊压合的复合方式进行复合。
26.s500：并升温熔融定型剂形成干纤维带。在经过上述的操作后，预制体上具有定型剂和网纱，经过升温将定型剂熔融，熔融后的定型剂将预制体与网纱结合，形成一个整体片状结构，使定宽纤维带定型。
27.s600：检测干纤维带的宽度，若满足要求则进行收卷。最后对成型的定宽干纤维带进行检测，宽度复合要求后，将定宽干纤维带进行收卷。
28.本发明通过上述定宽干纤维带制备方法的步骤将经纱塑造成指定宽度的预制体，在预制体的表面施加定型剂，并在预制体至少一表面上复合网纱，最后经过升温熔融定型成干纤维带，在定型完成后经过检测干纤维带的宽度，满足要求后进行定宽干纤维带的收卷。从而使定宽干纤维带的制造成本没有增加，同时保持性能和质量不变。
29.在本发明的一些实施例中，纱线为碳纤维。本发明的定宽干纤维带制备方法，是对纱线进行定型处理，其中纱线为碳纤维，本发明主要应用在碳纤维的定宽干纤维带制备。
30.在本发明的一些实施例中，纱线宽度展开或者塑造成指定宽度采用相对的滚轮和/或槽辊的形式成型。具体请参考图3所示，在s200的步骤中，可通过相对的滚轮和/或槽辊的形式，对纱线进行限定，使其具有指定宽度。
31.在本发明的一些实施例中，滚轮或槽辊上具有环形凹槽1，凹槽的宽度与预制体的宽度相适应。请继续参考图3所示，在滚轮或槽辊上具有环形凹槽1，凹槽用于纱线的经过，通过凹槽的不同形状设置，可将经过的纱线进行定型。在这里需要指出的是，滚轮或者槽辊中环形凹槽1的宽度可根据预制体的宽度进行调节。当然这里还需要指出的是，在本发明一些实施例中，还可以设置滚轮与槽辊的组合形式，即滚轮的宽度与槽辊中环形槽的宽度相适应，使得滚轮在环形槽中滚动，进而可以进一步保证预制体的成型质量。
32.在本发明的一些实施例中，定型剂为环氧树脂粉末、聚酯粉末、热塑性粉末或者上述三者中任意至少二者的混合粉末。为使碳纤维纱线具有粘接性，同时使碳纤维的硬挺度得到提升，避免网纱的复合时出现空隙或分层等不良的结合情况出现。在本实施例中，定型剂使用环氧树脂粉末、聚酯粉末、热塑性粉末或者上述三者中任意至少二者的混合粉末，对碳纤维纱线进行定型。
33.在本发明的一些实施例中，定型剂的施加采用撒粉或静电沉积的方式实现。通过上述定型剂的成分设置，对于定型剂的施加方式可以是采用撒粉或静电沉积的方式，这两种方式在施加定型剂的时候，可使定型剂均匀分布。并通过定型剂的施加，来提高预制体的层间粘结程度。
34.在本发明的一些实施例中，网纱为纤维直径一致，排列均匀的网状结构。为使定宽干纤维带的各部分重量、厚度最大程度上相同，在网纱选择上，选择纤维直径一致，排列均匀的网状结构。
35.在本发明的一些实施例中，网纱为碳纤维网纱或者热塑网纱。在这里需要指出的是，通过上述设置，对于网纱的纤维直径与网状结构的要求，在本发明的一些实施例中，网纱可以为碳纤维网纱或者热塑网纱。碳纤维网纱是由碳纤维组成，其具备强度高，密度小，
厚度薄，具有良好的加工性，基本不增加加固构件自重及截面尺寸等特点，通过复合在碳纤维上，能够提高干纤维带的硬挺度。热塑网纱的材质可在干纤维带上起到层间增韧的作用。
36.在本发明的一些实施例中，升温采用烘箱或者红外辐射方式。在上述定宽干纤维带制备方法的步骤s500为施加定型剂并复合了网纱的预制体进行升温定型。这里需要指出的是，升温定型具有很多种方式，在本发明中的一些实施例中，可以是采用烘箱或者红外辐射方式。烘箱具有噪音小、电脑控温、安装维修方便等特点，红外辐射具有热效率高、热量能够透入被加热物体、不同材料的红外吸收效率不同、安装简便的特点。本发明实施例中，通过烘箱或者红外辐射的方式升温，熔融定型剂、提高网纱与碳纤维之间的粘性，并通过上述具有环形凹槽1的滚轮或槽辊上，以来控制干纤维的宽度。
37.在本发明的一些实施例中，检测干纤维带的宽度采用红外测微仪、光学观测站的方法。在经过上述定宽干纤维带制备方法的步骤后，定宽干纤维带成型，对于成型后的干纤维带进行检测，检测符合标准后，可进行收卷。这里需要指出的是，检测方法具有多种形式，在本发明的一些实施例中，可以是通过红外测微仪或者光学观测站的方式进行检测。
38.本发明实施例通过上述设置，使得最终收卷的干纤维带即为在最终铺带机使用时所需要的宽度，进而无需进行进一步的放卷、分切和收卷作业，进而避免了在母卷分切时产生的误差，提高了干纤维带在铺层时的精度，由于减少了切割的作用工序，也降低了生产和维护的成本，提高了产品的作业效率和质量。
39.本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种定宽干纤维带制备方法，其特征在于，包括以下步骤：纱筒放卷；将纱筒上纱线的宽度展开或者塑造成指定宽度形成预制体；施加定型剂至预制体表面；复合网纱至预制体的至少一表面上，并升温熔融所述定型剂形成干纤维带；检测所述干纤维带的宽度，若满足要求则进行收卷。2.根据权利要求1所述的定宽干纤维带制备方法，其特征在于，所述纱线为碳纤维。3.根据权利要求1所述的定宽干纤维带制备方法，其特征在于，所述纱线宽度展开或者塑造成指定宽度采用相对的滚轮和/或槽辊的形式成型。4.根据权利要求3所述的定宽干纤维带制备方法，其特征在于，所述滚轮或槽辊上具有环形凹槽，所述凹槽的宽度与所述预制体的宽度相适应。5.根据权利要求1所述的定宽干纤维带制备方法，其特征在于，所述定型剂为环氧树脂粉末、聚酯粉末、热塑性粉末或者上述三者中任意至少二者的混合粉末。6.根据权利要求5所述的定宽干纤维带制备方法，其特征在于，所述定型剂的施加采用撒粉或静电沉积的方式实现。7.根据权利要求1所述的定宽干纤维带制备方法，其特征在于，所述网纱为纤维直径一致，排列均匀的网状结构。8.根据权利要求7所述的定宽干纤维带制备方法，其特征在于，所述网纱为碳纤维网纱或者热塑网纱。9.根据权利要求1所述的定宽干纤维带制备方法，其特征在于，升温采用烘箱或者红外辐射方式。10.根据权利要求1所述的定宽干纤维带制备方法，其特征在于，检测所述干纤维带的宽度采用红外测微仪、光学观测站的方法。

技术总结
本发明涉及复合材料制备技术领域，尤其涉及一种定宽干纤维带制备方法，包括以下步骤：纱筒放卷；将纱筒上纱线的宽度展开或者塑造成指定宽度形成预制体；施加定型剂至预制体表面；复合网纱至预制体的至少一表面上，并升温熔融定型剂形成干纤维带；检测干纤维带的宽度，若满足要求则进行收卷。本发明通过将经纱塑造成指定宽度的预制体，在预制体的表面施加定型剂，并在预制体至少一表面上复合网纱，最后经过升温熔融定型成干纤维带，在定型完成后经过检测干纤维带的宽度，满足要求后进行定宽干纤维带的收卷。从而使定宽干纤维带的性能和质量保持不变，同时也没有增加制造的成本。同时也没有增加制造的成本。同时也没有增加制造的成本。


技术研发人员：谈源 何浩源 刘宇成 汤建荣
受保护的技术使用者：常州市新创智能科技有限公司
技术研发日：2023.06.14
技术公布日：2023/9/12