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一種針對(duì)碳纖維玻璃纖維的氣流展紗裝置

專li名稱：一種針對(duì)碳纖維玻璃纖維的氣流展紗裝置，申請(qǐng)?zhí)枺篊N201922460178.5，授quan公告號(hào)：CN211872207U，2020年11月正式獲得國家實(shí)用新型專li授quan，專li權(quán)人為南京科銳擠出機(jī)械有限公司。在LFT長纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料工業(yè)化生產(chǎn)流程當(dāng)中，碳纖維、玻璃纖維絲束的展紗處理是浸漬成型前的核心前置工序，展紗效果直接決定樹脂浸漬浸潤程度，進(jìn)一步影響復(fù)合材料成品的拉伸、抗沖擊等力學(xué)性能。傳統(tǒng)機(jī)械輥式展紗裝置大多依靠輥體物理擠壓撐開絲束，單工位處理能力有限，同一時(shí)間僅能處理單組纖維絲束，展紗效率偏低；同時(shí)輥面與纖維直接硬性摩擦，大絲束碳纖維、粗號(hào)玻璃纖維容易出現(xiàn)毛絲、斷紗現(xiàn)象。普通氣流展紗設(shè)備內(nèi)部為單一開放式腔體，缺少分區(qū)隔離結(jié)構(gòu)，多股紗束在腔體內(nèi)互相干擾，氣流紊亂，絲束擺動(dòng)偏移，很難實(shí)現(xiàn)多通道同步穩(wěn)定展紗。南京科銳擠出機(jī)械有限公司針對(duì)長纖維生產(chǎn)線展紗效率不足、多絲束容易互相干涉的行業(yè)痛點(diǎn)，研發(fā)本款氣流展紗裝置專li，創(chuàng)新性采用隔板分區(qū)設(shè)計(jì)，在有限箱體空間內(nèi)部增加獨(dú)立纖維展平工位，實(shí)現(xiàn)多組纖維并行同步展紗，大幅提升整體展紗效率，降低纖維損傷，為后續(xù)浸漬工序提供狀態(tài)穩(wěn)定的纖維帶，適配長纖維改性造粒設(shè)備連續(xù)高速生產(chǎn)需求。

傳統(tǒng)展紗設(shè)備在實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用中存在諸多現(xiàn)實(shí)短板。常規(guī)單工位氣流展紗箱體內(nèi)部無分隔，只能單束纖維依次完成展紗處理，如果生產(chǎn)線需要多股絲束并行進(jìn)料，只能多臺(tái)設(shè)備并排布置，設(shè)備占地大，整體設(shè)備成本高，各臺(tái)設(shè)備之間工藝參數(shù)一致性很難統(tǒng)一。當(dāng)多股纖維同時(shí)通入無隔板的展紗箱，各股絲束之間氣流互相串?dāng)_，氣流場(chǎng)紊亂，紗束發(fā)生橫向漂移、碰撞纏繞，出現(xiàn)局部展不開、寬窄波動(dòng)大的情況，嚴(yán)重時(shí)引發(fā)斷紗停機(jī)。部分設(shè)備進(jìn)氣沒有過濾凈化，壓縮空氣內(nèi)部的粉塵、顆粒雜質(zhì)直接吹向纖維表面，雜質(zhì)附著在纖維絲束上帶入浸漬模頭，造成制品內(nèi)部出現(xiàn)雜質(zhì)缺陷，影響成品品質(zhì)。同時(shí)老式氣流展紗缺少振動(dòng)輔助松解結(jié)構(gòu)，絲束內(nèi)部上漿劑粘結(jié)的單絲很難徹di分開，僅僅依靠氣流吹散，展紗均勻度不足，部分區(qū)域依舊存在絲束抱團(tuán)，后續(xù)樹脂滲透困難，產(chǎn)生干絲缺陷，降低長纖粒子力學(xué)性能的穩(wěn)定性。本專li打破傳統(tǒng)單腔單工位的設(shè)計(jì)思路，在展紗箱體內(nèi)部增設(shè)多組分隔隔板，通過隔板將箱體內(nèi)部空間分隔成為多個(gè)相互獨(dú)立的展紗腔室，每一個(gè)腔室形成獨(dú)立的展平工位，各工位氣流互不干擾，多組碳纖維或者玻璃纖維絲束可以同時(shí)分別在各自腔室內(nèi)完成熱氣流展紗作業(yè)，在不顯著增大整機(jī)外形尺寸的前提下，成倍提升設(shè)備的展紗處理效率。

該專li裝置主要由放紗機(jī)構(gòu)、展紗箱外殼、分隔隔板組件、加熱裝置、進(jìn)氣過濾單元、振動(dòng)輔助機(jī)構(gòu)、排風(fēng)過濾回收組件、輸送機(jī)構(gòu)與控制箱共同組成。放紗機(jī)構(gòu)輸出多組纖維絲束，絲束分別送入由隔板分割形成的獨(dú)立展紗工位內(nèi)部；外部空氣經(jīng)過進(jìn)氣管過濾網(wǎng)過濾之后，由排氣扇送入加熱裝置完成升溫，潔凈熱氣流進(jìn)入各個(gè)獨(dú)立腔室對(duì)纖維絲束進(jìn)行吹掃，熱氣流可以軟化纖維表面浸潤劑，降低單絲之間粘結(jié)力；箱體外側(cè)配置振動(dòng)器，帶動(dòng)絲束小幅振動(dòng)，進(jìn)一步打散抱團(tuán)絲束，配合熱氣流實(shí)現(xiàn)纖維充分舒展展開。隔板將各個(gè)工位進(jìn)行物理隔離，各個(gè)工位的氣流場(chǎng)相互獨(dú)立，不會(huì)發(fā)生氣流串?dāng)_，每一束纖維的展紗狀態(tài)互不影響，保障多通道同步加工時(shí)的穩(wěn)定性。展紗完成之后的纖維由傳送帶平穩(wěn)送出展紗箱體，進(jìn)入后續(xù)浸漬工序；箱體內(nèi)部的廢氣經(jīng)由排風(fēng)管排出，排風(fēng)管路同樣配置過濾器，阻擋纖維短屑向外飄散，改善車間生產(chǎn)環(huán)境。設(shè)備可以根據(jù)生產(chǎn)需要靈活調(diào)整進(jìn)氣風(fēng)量、氣流溫度、振動(dòng)頻率，適配不同tex規(guī)格大絲束碳纖維、多股玻璃纖維，兼顧小批量試驗(yàn)與工業(yè)化大產(chǎn)能生產(chǎn)場(chǎng)景。整套裝置既可以實(shí)現(xiàn)多工位并行作業(yè)提升產(chǎn)能，又能夠保證每一股纖維展紗寬度均勻，減少抱團(tuán)、毛絲問題，降低斷紗故障概率。

該專li技術(shù)已經(jīng)完成產(chǎn)業(yè)化落地，可與公司“一種針對(duì)碳纖維玻璃纖維的張力展紗裝置"專li相互配套，組合應(yīng)用在南京科銳擠出機(jī)械有限公司LFT長纖維增強(qiáng)熱塑性成套生產(chǎn)線上。張力展紗裝置負(fù)責(zé)紗線張力調(diào)控，本氣流展紗裝置完成多通道高效展平，二者前后配合，形成“放卷?張力調(diào)節(jié)?多工位氣流展紗?浸漬"完整的長纖維預(yù)處理工藝單元。在汽車輕量化零部件、新能源配件、gao端裝備改性原料的生產(chǎn)項(xiàng)目當(dāng)中，多工位并行結(jié)構(gòu)可以匹配生產(chǎn)線高產(chǎn)能需求，相比單工位設(shè)備，同等占地面積條件下處理能力得到明顯提升；經(jīng)過過濾的潔凈熱氣流處理纖維，減少雜質(zhì)引入，纖維單絲展開充分，后續(xù)樹脂浸漬更加充分，長纖維粒子批次性能更加穩(wěn)定。設(shè)備所有零部件加工、風(fēng)道密封性檢測(cè)、過濾組件性能校驗(yàn)、多工位同步運(yùn)行耐久測(cè)試全部納入ISO9001:2015質(zhì)量管理體系，保障隔板分隔工位氣流穩(wěn)定，長期連續(xù)生產(chǎn)不出現(xiàn)串風(fēng)漏風(fēng)問題。

作為公司長纖維復(fù)合材料裝備板塊重要的實(shí)用新型知識(shí)產(chǎn)權(quán)成果，本專li進(jìn)一步完shan企業(yè)LFT長纖裝備專li矩陣，和張力展紗裝置、三螺桿高扭矩傳動(dòng)箱、水下系列切粒專li、特種高能材料擠出專li形成技術(shù)互補(bǔ)，覆蓋纖維預(yù)處理、混煉擠出、成型造粒全流程。結(jié)合企業(yè)機(jī)電成套設(shè)備電氣控制系統(tǒng)生產(chǎn)備案、粉塵處理負(fù)壓輸送輔機(jī)環(huán)保生產(chǎn)備案、CE歐盟安全認(rèn)證、出口產(chǎn)品檢驗(yàn)備案等全套資質(zhì)，搭載本專li裝置的長纖維成套設(shè)備既服務(wù)國內(nèi)新材料企業(yè)，也支持海外項(xiàng)目成套交付。南京科銳擠出機(jī)械有限公司立足于長纖維生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)痛點(diǎn)，持續(xù)對(duì)纖維預(yù)處理單元迭代創(chuàng)新，通過隔板分區(qū)多工位創(chuàng)新設(shè)計(jì)解決傳統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)能瓶頸，把專li技術(shù)轉(zhuǎn)化為設(shè)備實(shí)際生產(chǎn)價(jià)值，致力于為復(fù)合材料行業(yè)客戶提供高產(chǎn)能、低斷紗、浸漬效果優(yōu)異的長纖維增強(qiáng)熱塑性成套擠出整體解決方案。