一种碳纤维微张力展纤挂浆机构的制作方法

1.本发明涉及碳纤维技术领域，尤其涉及一种碳纤维微张力展纤挂浆机构。


背景技术：

2.碳纤维具有高比强度、高比模量、耐疲劳、抗蠕变、耐腐蚀及热膨胀系数小等一系列优异性能，因而在航天、航空等尖端技术中被广泛用于碳纤维增强树脂基复合材料（cfrp）的增强体，也是民用工业更新换代的新型材料。
3.在碳纤维预氧化完成后，其表现为脆性材料，在预氧化牵伸生产及加工过程中，经过机械摩擦容易起毛，或者出现单丝断裂等现象，使得纤维强度降低。所以需要对碳纤维进行挂浆，使得碳纤维材料表面渗透耐氧化浆液。而现有技术中，在挂浆过程中，碳纤维表面容易挂浆不均匀，导致碳纤维后续与金属基体之间的界面性能造成影响。
4.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种碳纤维微张力展纤挂浆机构，从而有效解决背景技术中的问题。
6.为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种碳纤维微张力展纤挂浆机构，包括：挂浆池，所述挂浆池内设置有挂浆液，碳纤维从所述挂浆池内经过；微张力展纤组件，所述微张力展纤组件设置于所述挂浆池内，所述微张力展纤组件包括若干微张力辊，碳纤维从若干所述微张力辊经过，且走丝方向不变；干燥组件，所述干燥组件设置于碳纤维走丝方向的后端，对经过所述挂浆池后的碳纤维进行干燥。
7.进一步地，碳纤维沿竖直方向经过所述挂浆池，所述微张力展纤组件竖直设置于所述挂浆池内。
8.进一步地，若干所述微张力辊沿竖直方向错位设置于碳纤维两端，每个所述微张力辊与碳纤维接触。
9.进一步地，所述微张力辊为奇数个。
10.进一步地，所述挂浆池底部设置有刮胶口，所述刮胶口两端倾斜设置，碳纤维从所述刮胶口离开所述挂浆池。
11.进一步地，还包括循环组件，所述循环组件包括：浆液储存罐，所述浆液储存罐内储存有挂浆液；循环管路，所述循环管路分别连通所述浆液储存罐和所述挂浆池，对所述挂浆池内的挂浆液进行循环。
12.循环泵，所述循环泵设置于所述循环管路上，驱动挂浆液进行循环。
13.进一步地，所述循环管路在所述挂浆池内包括吸取端和流出端，所述吸取端和所述流出端设置于所述挂浆池底部。
14.进一步地，所述干燥组件包括若干热干燥风刀，所述热干燥风刀沿走丝方向排列，对碳纤维吹出热空气。
15.进一步地，若干所述热干燥风刀沿走丝方向进行自动摇摆。
16.本发明的有益效果为：本发明通过在挂浆池内设置微张力展纤组件，包括若干微张力辊。碳纤维从若干微张力辊经过，且走丝方向不变。这样可以确保碳纤维在挂浆过程中的张力保持稳定，为碳纤维提供微张力，有助于提高挂浆的均匀性。由于碳纤维的脆性，在挂浆之前为麻花状，在挂浆时，由于液面张力，会使其弯曲，从而造成表面挂浆不均匀，通过若干个微张力辊，来对碳纤维进行微张力展纤，防止此时碳纤维由于脆性发生毛丝、单丝断裂等现象，又可以保持碳纤维的平直，从而使得碳纤维挂浆更均匀。
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为本发明的结构示意图；图2为图1中隐藏了循环组件的结构示意图；图3为微张力展纤组件的结构示意图；图4为挂浆池的结构示意图；图5为循环组件的结构示意图；图6为干燥组件的结构示意图；图7为碳纤维不同状态的示意图。
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.在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
21.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
22.如图1至7所示，一种碳纤维微张力展纤挂浆机构，包括挂浆池1、微张力展纤组件2和干燥组件3。挂浆池1内设置有挂浆液，碳纤维从挂浆池1内经过。挂浆液可为耐氧化浆液，
其可以对碳纤维的表面进行渗透，从而提高碳纤维的耐磨性和强度。上浆剂是根据碳纤维规格而异，上浆工艺各不相同，所制得的制品的特性也不相同，主要有溶胶/凝胶法为主；溶胶/凝胶法是利用上浆剂和碳纤维之间的物理结合，一端与纤维表面反应，一端与基体树脂反应，增强碳纤维与基体之间粘结性。界面改性效果好，且不会损伤纤维本身的力学性能；溶胶-凝胶法是将碳纤维在涂层溶胶中浸渍，然后在惰性气氛下高温焙烧获得涂层，解决了在对碳纤维表面改性的同时提高上浆剂的均匀性，提高碳纤维与金属基体之间的界面性能。
23.如图2所示，微张力展纤组件2设置于挂浆池1内，包括若干微张力辊21。碳纤维从若干微张力辊21经过，且走丝方向不变。这样可以确保碳纤维在挂浆过程中的张力保持稳定，为碳纤维提供微张力，有助于提高挂浆的均匀性。
24.如图7所示，由于碳纤维的脆性，在挂浆之前为麻花状请参照图7中a状态，在挂浆时，由于液面张力，会使其弯曲成图7中b状态，从而造成表面挂浆不均匀，通过若干个微张力辊21，来对碳纤维进行微张力展纤，防止此时碳纤维由于脆性发生毛丝、单丝断裂等现象，又可以保持碳纤维的平直，如图7中c状态所示，从而使得碳纤维挂浆更均匀。
25.如图3至4所示，碳纤维沿竖直方向经过挂浆池1，微张力展纤组件2竖直设置于挂浆池1内。 若干微张力辊21沿竖直方向错位设置于碳纤维两端，每个微张力辊21与碳纤维接触。这样可以使碳纤维在挂浆过程中受力更为均匀，减少碳纤维的起毛和单丝断裂的风险。挂浆池1底部设置有刮胶口11，刮胶口11两端倾斜设置，碳纤维从刮胶口11离开挂浆池1。刮胶口11可以去除碳纤维表面多余的挂浆液，使得碳纤维表面挂浆更加均匀。
26.在本发明的实施例中，微张力辊21为奇数个，例如3个、5个等。在碳纤维牵引过程中，通常使用奇数个辊组的原因是为了实现辊组对碳纤维的有效牵引与导向，同时保持碳纤维进出辊组的线路平稳且相互平行。
27.奇数个辊组可以确保碳纤维在进出辊组之间经历多次方向变化，每经过一个辊组时，碳纤维的方向发生一次改变。这种方式可以使碳纤维与辊组之间产生摩擦力，提高牵引效果，同时有助于对碳纤维进行有效的导向，本实施例中虽然不对碳纤维的方向进行改变，但是仍然需要对碳纤维提供微张力，所以通过设置奇数个的微张力辊21能够提供更好的微张力效果。
28.由于奇数个辊组会使碳纤维在进出辊组时的线路保持平行，这有助于减少纤维之间的摩擦，降低纤维在运动过程中可能产生的破损或变形的风险。
29.奇数个辊组有助于实现碳纤维在不同辊组之间的均匀牵引，从而保证碳纤维在整个牵引过程中的速度稳定，有利于提高碳纤维的质量。
30.奇数个微张力辊21有助于保持碳纤维在挂浆过程中的张力稳定，进一步提高碳纤维挂浆的均匀性。
31.碳纤纤维微张力展纤挂浆机构还包括循环组件4，如图5所示，循环组件4包括浆液储存罐41、循环管路42和循环泵43。浆液储存罐41内储存有挂浆液。循环管路42分别连通浆液储存罐41和挂浆池1，对挂浆池1内的挂浆液进行循环。循环泵43设置于循环管路42上，驱动挂浆液进行循环。这样可以保证挂浆液在挂浆池1内始终保持一定的浓度和质量，有利于提高碳纤维挂浆质量。循环管路42在挂浆池1内包括吸取端421和流出端422，吸取端421和流出端422设置于挂浆池1底部。这样可以确保挂浆池1内挂浆液的循环更加顺畅，有助于提
高挂浆液的使用效率。
32.请继续参照图6，干燥组件3设置于碳纤维走丝方向的后端，对经过挂浆池1后的碳纤维进行干燥。干燥组件3包括若干热干燥风刀31，热干燥风刀31沿走丝方向排列，对碳纤维吹出热空气。热干燥风刀31沿走丝方向进行自动摇摆，使得干燥效果更加均匀。
33.本发明的碳纤维微张力展纤挂浆机构，在保证碳纤维挂浆过程中张力稳定的同时，通过微张力展纤组件2和刮胶口11的设置，确保碳纤维表面挂浆更加均匀。此外，循环组件4的设置使得挂浆液在挂浆池1内保持一定的浓度和质量，有利于提高碳纤维挂浆质量。
34.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：
1.一种碳纤维微张力展纤挂浆机构，其特征在于，包括：挂浆池，所述挂浆池内设置有挂浆液，碳纤维从所述挂浆池内经过；微张力展纤组件，所述微张力展纤组件设置于所述挂浆池内，所述微张力展纤组件包括若干微张力辊，碳纤维从若干所述微张力辊经过，且走丝方向不变；干燥组件，所述干燥组件设置于碳纤维走丝方向的后端，对经过所述挂浆池后的碳纤维进行干燥。2.根据权利要求1所述的碳纤维微张力展纤挂浆机构，其特征在于，碳纤维沿竖直方向经过所述挂浆池，所述微张力展纤组件竖直设置于所述挂浆池内。3.根据权利要求2所述的碳纤维微张力展纤挂浆机构，其特征在于，若干所述微张力辊沿竖直方向错位设置于碳纤维两端，每个所述微张力辊与碳纤维接触。4.根据权利要求3所述的碳纤维微张力展纤挂浆机构，其特征在于，所述微张力辊为奇数个。5.根据权利要求2所述的碳纤维微张力展纤挂浆机构，其特征在于，所述挂浆池底部设置有刮胶口，所述刮胶口两端倾斜设置，碳纤维从所述刮胶口离开所述挂浆池。6.根据权利要求1所述的碳纤维微张力展纤挂浆机构，其特征在于，还包括循环组件，所述循环组件包括：浆液储存罐，所述浆液储存罐内储存有挂浆液；循环管路，所述循环管路分别连通所述浆液储存罐和所述挂浆池，对所述挂浆池内的挂浆液进行循环；循环泵，所述循环泵设置于所述循环管路上，驱动挂浆液进行循环。7.根据权利要求6所述的碳纤维微张力展纤挂浆机构，其特征在于，所述循环管路在所述挂浆池内包括吸取端和流出端，所述吸取端和所述流出端设置于所述挂浆池底部。8.根据权利要求1所述的碳纤维微张力展纤挂浆机构，其特征在于，所述干燥组件包括若干热干燥风刀，所述热干燥风刀沿走丝方向排列，对碳纤维吹出热空气。9.根据权利要求8所述的碳纤维微张力展纤挂浆机构，其特征在于，若干所述热干燥风刀沿走丝方向进行自动摇摆。

技术总结
本发明涉及碳纤维技术领域，尤其涉及一种碳纤维微张力展纤挂浆机构，包括：挂浆池，挂浆池内设置有挂浆液，碳纤维从挂浆池内经过；微张力展纤组件，微张力展纤组件设置于挂浆池内，微张力展纤组件包括若干微张力辊，碳纤维从若干微张力辊经过，且走丝方向不变；干燥组件，干燥组件设置于碳纤维走丝方向的后端，对经过挂浆池后的碳纤维进行干燥。本发明中，通过在挂浆池内设置微张力展纤组件，包括若干微张力辊。碳纤维从若干微张力辊经过，且走丝方向不变。这样可以确保碳纤维在挂浆过程中的张力保持稳定，有助于提高挂浆的均匀性。防止此时碳纤维由于脆性发生毛丝、单丝断裂等现象，又可以保持碳纤维的平直，从而使得碳纤维挂浆更均匀。更均匀。更均匀。


技术研发人员：谈源 王志刚 王志强 陈香伟 吴超 孔伟
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：2023.06.20
技术公布日：2023/9/20