專利名稱：高強高模聚乙烯纖維復合材料拼壓成型設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種拼壓技術，特別涉及一種高強高模聚乙烯
(HSHMPE)纖維復合材料拼壓成型設備。
背景技術：
高強高模聚乙烯纖維(下文簡稱聚乙烯纖維)也稱超高分子量聚 乙烯(UHMWPE)纖維或者伸長鏈(ECPE)聚乙烯纖維，是指相對 分子質量在(l ~6>106的聚乙烯，經紡絲-超拉伸后制成的超高分子質 量聚乙烯纖維。
聚乙烯纖維是繼碳纖維、芳綸(Kevlar)纖維之后廣泛應用的高 性能纖維；高強高模聚乙烯纖維復合材料(下文簡稱聚乙烯纖維復合 材料)與其它纖維增強復合材料相比，具有質量輕、耐沖擊、介電性 能高等優(yōu)點，在現代化戰(zhàn)爭和航空航天、海域防御、武器裝備等領域 發(fā)揮著舉足輕重的作用。同時，該纖維在汽車、船舶、醫(yī)療器械、體
育運動器材等領域亦有廣闊的應用前景。因此，聚乙烯纖維復合材料 自問世起就倍受重視，發(fā)展很快。
聚乙烯纖維復合材料大體的制備過程如下首先將經紡絲-超拉伸 后制成的超高分子質量聚乙烯纖維與基體材料復合成為單層復合材 料，然后將上述單層復合材料切片，繼而將多片上述單層復合材料涂 沫膠黏劑后層疊地放置，并在適當的壓強和溫度下拼壓；通常需要將 該壓強和溫度保持適當的時間，以便上述膠黏劑充分浸透上述單層復 合材料，這樣各單層復合材料以及膠黏劑就可以結合為一個整體，從 而得到聚乙烯纖維復合材料的成品。
可見，在適當的壓強和溫度下拼壓成型是聚乙烯纖維復合材料制 備過程中的一個關鍵步驟。在拼壓過程中，聚乙烯纖維復合材料不同 部分的溫度應當盡可能一致；如果在拼壓過程中聚乙烯纖維復合材料 不同部分溫度的一致性較差，會導致聚乙烯纖維復合材料成品中存在 局部缺陷。具體地說，當局部溫度過高時，上述膠黏劑容易發(fā)生分解并失去黏結功能，因此聚乙烯纖維很難結合于一體；當局部溫度過低 時，上述膠黏劑融化不充分、流動性較差，因此不能充分浸透上述單 層復合材料。此外，拼壓過程中溫度的穩(wěn)定性、壓強的范圍、拼壓持 續(xù)的時間對聚乙烯纖維復合材料成品的質量也有較大影響。
然而，現有技術中的相關設備對上述技術參數特別是各部分溫度 一致性的控制不夠理想，這直接導致聚乙烯纖維復合材料的成品存在 局部缺陷，限制了產品質量的提高。
因此，如何提高拼壓過程中聚乙烯纖維復合材料不同部分溫度的 一致性，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種高強高模聚乙烯纖維復合材料拼壓成 型設備，在拼壓過程中，聚乙烯纖維復合材料不同部分的溫度具有較 高的一致性。
為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種高強高模聚乙烯纖維復合 材料拼壓成型設備，包括由支撐框架支撐的上壓板和下壓板，兩者相
平行且大體水平設置；所述支撐框架進一步設有壓緊油缸，以便調整 所述上壓板和下壓板的距離；所述上壓板和下壓板中至少一者的內部
導熱油孔的兩端分別連接導熱油箱的送油管和回油管。
優(yōu)選地，所述上壓板和下壓板的內部均i殳有所述導熱油孔。 優(yōu)選地，所述上壓板和/或下壓板包括兩塊疊置于一體的加熱板，
所述導熱油孔設置于兩者之間。
優(yōu)選地，所述上壓板和/或下壓板的導熱油孔分為至少兩層，各層
優(yōu)選地，所述上壓板和/或下壓板進一步包括三塊疊置于一體的加 熱板；所述導熱油孔分為兩層，且分別設置于所述加熱板之間相連接 的位置。
優(yōu)選地，位于外層的所述加熱板的外側進一步固定連接夾持板。 優(yōu)選地，所述導熱油孔分為兩層；所述上壓板和/或下壓板進一步包括兩塊疊置于一體的加熱板，該兩塊加熱板的接觸面均具有凹槽， 從而在上述接觸面的兩側形成上述分為兩層的導熱油孔。
優(yōu)選地，所述成型設備進一步包括與所述夾持板連接的溫度監(jiān)測 裝置，以及顯示溫度監(jiān)測結果的顯示裝置。
優(yōu)選地，所述送油管或者回油管中設有油量調節(jié)裝置。
優(yōu)選地，所述成型設備進一步包括控制裝置，所述控制裝置接收 溫度監(jiān)測裝置的監(jiān)測信號，并據此控制所述油量調節(jié)裝置，以便調節(jié) 所述送油管或者回油管的流量。
相對上述背景技術，本發(fā)明所提供的高強高模聚乙烯纖維復合材 料拼壓成型設備，其上壓板和下壓板中至少一者的內部具有在平行于
兩端分別連接導熱油箱的送油管和回油管。因此，可以向所述導熱油 孔持續(xù)通入具有適當溫度的導熱油，由于所述導熱油孔在平行于該上 壓板和/或下壓板的平面上均勻分布，因此在導熱油的加熱下所述上壓 板和/或下壓板各部分的溫度可以均勻上升，即所述上壓板和/或下壓
板溫度的一致性較高；這樣，兩者之間所夾持的聚乙烯纖維復合材料
能夠被均勻地加熱，其各部分溫度的一致性也較高。


圖1為本發(fā)明所提供高強高模聚乙烯纖維復合材料拼壓成型設備
一種具體實施方式
的結構示意圖2為本發(fā)明所提供上壓板第一種具體實施方式
的結構示意圖； 圖3為本發(fā)明所提供上壓板第二種具體實施方式
的結構示意圖； 圖4為本發(fā)明所提供上壓板第三種具體實施方式
的結構示意圖； 圖5為本發(fā)明所提供上壓板第四種具體實施方式
的結構示意圖； 圖6為本發(fā)明所提供上壓板第五種具體實施方式
的結構示意圖； 圖7為本發(fā)明所提供上壓板第六種具體實施方式
的結構示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明核心是提供一種高強高模聚乙烯纖維復合材料拼壓成型 設備，在提供較高拼壓壓力的同時，能夠方便、有效地控制所述高強
6高模聚乙烯纖維復合材料的溫度。
為了使本技術領域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結合附圖 和實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
請參考圖1,圖1為本發(fā)明所提供高強高模聚乙烯纖維復合材料 拼壓成型設備一種具體實施方式
的結構示意圖。
在一種具體實施方式
中，本發(fā)明所提供的高強高模聚乙烯纖維復 合材料拼壓成型設備(以下簡稱拼壓成型設備)包括支撐框架1,支
撐框架1具體可以包括若干立柱11以及橫梁12。
所述拼壓成型設備還包括上壓板3和下壓板2，兩者應當相平行， 且兩者均可以大體水平地設置。上壓板3和下壓板2相對應的表面即 為所述拼壓成型設備的壓緊面。
上壓板3和下壓板2由支撐框架1的立柱11支撐，兩者中至少有 一者，比如上壓板3，應當能夠相對于立柱11做豎直運動。
支撐框架1的橫梁12固定連接壓緊油缸4的缸體，壓緊油缸4 設置于上壓板3的正上方，其缸桿連接上壓板3。如果希望下壓板2 能夠相對于立柱11做豎直運動，則壓緊油缸4應當設置于下壓板2 的正下方，其缸桿應當連接下壓板2。
下面仍以壓緊油缸4設置于上壓板3正上方的情形為例進行描述。
可以啟動動力裝置，以便由壓力油推動壓緊油缸4的缸桿豎直向 下伸出，因此上壓板3可以豎直向下運動，上壓板3與下壓板2的間 距因此減小。事先置于下壓板2上表面的多層聚乙烯纖維復合材料因 此可以被擠壓；通過調節(jié)壓緊油缸4即可調節(jié)上述多層聚乙烯纖維復 合材料所承受的壓強。
請同時參考圖2，圖2為本發(fā)明所提供上壓板第一種具體實施方 式的結構示意圖。
上壓板3的內部具有導熱油孔31，當然，導熱油孔31也可以單 獨或者同時設置于下壓板2的內部。
導熱油孔31應當設置于平行于上壓板3的平面內，其兩端分別連通導熱油箱的送油管51以及回油管52;圖1中實心箭頭所示方向 即為導熱油流動方向。
導熱油孔31應當在其所在平面內均勻分布，以便于上壓板3各 部分的溫度具有較高的一致性，進而保證所述聚乙烯纖維復合材料受 熱均勻。
為此，應當專門-i殳計導熱油孔31的分布圖形。導熱油孔31可以 包括若干相平行的直通道，各直通道可以相并聯，也可以相串聯。在 各直通道相互并聯的情況下，應當采取必要的措施保證各條直通道內 導熱油的流量大體相等；例如，可以適當加大遠離送油管51以及回油 管52的直通道的橫截面積。
當然，導熱油孔31的形狀并不限于上述相平行的直通道。鑒于 上壓板3和下壓板2多為方形，也可以將上述分布圖形設為"回"形， 還可以將上述分布圖形設為若干同心圓；但此時應當進一步設計導熱 油孔31各部分的連通方式，以確保導熱油能夠均勻地到達導熱油孔 31的各部分，對此本文不再展開。
本發(fā)明所提供的高強高模聚乙烯纖維復合材料拼壓成型設備，其 上壓板和下壓板中至少一者的內部具有在平行于該上壓板和/或下壓 板的平面上均勻分布的導熱油孔，所述導熱油孔的兩端分別連接導熱 油箱的送油管和回油管。因此，可以向所述導熱油孔持續(xù)通入具有適 當溫度的導熱油，由于所述導熱油孔在平行于該上壓板和/或下壓板的 平面上均勻分布，因此在導熱油的加熱下所述上壓板和/或下壓板各部 分的溫度可以均勻上升，即所述上壓板和/或下壓板溫度的一致性較 高；這樣，兩者之間所夾持的聚乙烯纖維復合材料能夠被均勻地加熱， 其各部分溫度的一致性也較高。
可以對上述第一種具體實施方式
中的高強高模聚乙烯纖維復合 材料拼壓成型設備進行若干改進。
請參考圖3，圖3為本發(fā)明所提供上壓板第二種具體實施方式
的 結構示意圖。
在第二種具體實施方式
中，本發(fā)明所提供的上壓板3進一步由第一加熱板32和第二加熱板33組成，兩者疊置放置并焊接于一體。
可以在第一加熱板32或者第二加熱板33的表面設置凹槽，該凹 槽的分布圖形應當與導熱油孔31的分布圖形相對應，以便第一加熱板 32或者第二加熱板33如圖3疊置后在兩者相連接的位置形成上述導 熱油孔31。這樣可以給導熱油孔31的加工帶來很大的方便。
請參考圖4，圖4為本發(fā)明所提供上壓板第三種具體實施方式
的 結構示意圖。
在第三種具體實施方式
中，本發(fā)明所提供的上壓板3改變了其導 熱油孔31橫截面的形狀。
導熱油孔31的橫截面可以是圓形、橢圓形以及其他形狀，但是 最好將導熱油孔31的橫截面設為矩形。由于同等面積下，矩形的周長 較長，因此將導熱油孔31的橫截面設為矩形有利于導熱油與導熱油孔 31的內壁進行熱交換。
為了形成橫截面為矩形的導熱油孔31,上述第一加熱板32或者 第二加熱板33凹槽橫截面的形狀也應當為矩形；具有矩形橫截面的凹 槽可以由刨床很方便地加工。
請參考圖5,圖5為本發(fā)明所提供上壓板第四種具體實施方式
的 結構示意圖。
在第四種具體實施方式
中，本發(fā)明所提供的上壓板3中的導熱油 孔31分為兩層，即上層孔311和下層孔312。
上層孔311以及下層孔312應當在平行于上壓板3的平面內均勻 分布，其分布圖案可以與上述第一種具體實施方式
中導熱油孔31的分
布圖案相同。
地錯離；兩者在平行于上壓板31的平面上的投影最好也均勻分布。如 圖4所示，上層孔311以及下層孔312的上述投影之間的距離L1、L2、 L3最好相等。
由于聚乙烯纖維復合材料拼壓成型所需要的壓強較高，僅設置一 層導熱油孔31的情況下導熱油孔31的分布比較密集，因此上壓板3的強度較低，這限制了拼壓成型過程中壓強的進一 步提高。
將導熱油孔31設為兩層即可以顯著降低其密度，同時又能夠實 現充分的熱交換。顯然，還可以將導熱油孔31設為多層，具體不再贅 述。
上壓板3可以由第一加熱板32、第二加熱板33、第三加熱板34 疊置焊接而成。具體實現方式請參考圖3所示具體實施方式
，此處不 再贅述。
請參考圖6,圖6為本發(fā)明所提供上壓板第五種具體實施方式
的 結構示意圖。
在第五種具體實施方式
中，本發(fā)明所提供的上壓板3可以由第一 加熱板32、第二加熱板33、第三加熱板34以及夾持板35依次疊置焊 接而成，夾持板35位于最外側，用于直接對聚乙烯纖維復合材料施加 壓力并傳遞熱量。第一加熱板32與第二加熱板33之間，以及第二加 熱板33與第三加熱板34之間各設有一層導熱油孔31。
第三加熱板34底面距離導熱油孔31較近的位置，其溫度將較高； 距離導熱油孔31較遠的位置，其溫度將較低。因此，第三加熱板34 底面的溫度分布仍不很理想，這不利于聚乙烯纖維復合材料成品質量 的進一步提高。
在第三加熱板34的底部進一步設置夾持板35后，在拼壓成型過 程中導熱油孔31距離聚乙烯纖維復合材料的距離顯著增大，熱量在夾 持板35底面(即上壓板3的壓緊面)的分散程度較好，因此其溫度分 布將更為均勻，有利于聚乙烯纖維復合材料成品質量的進一步提高。 當然，夾持板3與第三加熱板34也可以是一體的。 請參考圖7,圖7為本發(fā)明所提供上壓板第六種具體實施方式
的 結構示意圖。
在本發(fā)明所提供的第六種具體實施方式
中，上壓板3進一步包括 兩層加熱斧反，即第一加熱4反32和第二加熱^反33,兩者同樣可以焊4妻 于一體。導熱油孔31具體分為兩層，即上層孔311以及下層孔312。
第一加熱板32和第二加熱板33相接觸的表面均設有大體均勻分布的凹槽，兩加熱板緊密地疊置于一體后可以在兩者之間形成上述上
層孔311以及下層孔312。
第一加熱板32表面的凹槽和第二加熱板33表面的凹槽具有大體 相同的間距，同時，在平行于上壓^反3的延伸方向上兩加熱板的凹槽 相錯離；進一步，上述兩加熱板的凹槽在平行于上壓板31的平面上的 投影最好也均勻分布。如圖7所示，上層孔311以及下層孔312的上 述投影之間的距離L1、 L2、 L3最好相等。
與圖4所示具體實施方式
相比，本具體實施方式
中上壓板3中熱 油孔31的密度顯著增加(通?？梢栽黾右槐?，然而作為上壓板3組 成部分的第一加熱板32和第二加熱板33的強度卻沒有降低，因此在 壓強較大的場合上壓板3仍然可以可靠的工作。另一方面，由于上層 孔311以及下層孔312均靠近兩加熱板的4妄觸面，在垂直于上壓板3 的方向上上層孔311與下層孔312的位置相差不大，因此上壓板3接 觸復合材料的壓緊面與上層孔311以及下層孔312的距離大體相等， 這樣就可以使上述壓緊面比較均勻地被加熱，有利于拼壓操作過程中 復合材料受熱的進一步均勻。
與圖6所示具體實施方式
相比，本具體實施方式
中上壓板3在保 持原有技術效果的前提下具有較為簡單的結構，同時也降低了設備的 成本。
上文以上壓板3為例進行了說明，顯然，下壓板2的結構可以與 上壓板3相同，因此不再贅述。
此外，還可以對上述高強高模聚乙烯纖維復合材料拼壓成型設備 做進一步的改進。
可以在夾持板35上連接溫度監(jiān)測裝置，比如熱電耦；所述溫度 監(jiān)測裝置還可以連接顯示其溫度監(jiān)測結果的顯示裝置。這樣可以便于 操作者掌握當前的溫度信息。
還可以在送油管51或者回油管52中設置調節(jié)泵等油量調節(jié)裝 置，通過調節(jié)導熱油的流量可以調節(jié)拼壓成型的溫度。
為了便于及時準確地控制溫度，可以進一步設置控制裝置，所述控制裝置連接所述溫度監(jiān)測裝置以便接收其監(jiān)測信號，并據此控制所 述油量調節(jié)裝置，以便調節(jié)所述送油管或者回油管的流量。
以上對本發(fā)明所提供的高強高模聚乙烯纖維復合材料拼壓成型
方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法 及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在 不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾， 這些改進和修飾也落入本發(fā)明權利要求的保護范圍內。
權利要求
1、一種高強高模聚乙烯纖維復合材料拼壓成型設備，包括由支撐框架支撐且大體相平行的上壓板和下壓板；其特征在于，所述上壓板和下壓板中至少一者的內部具有導熱油孔；所述導熱油孔在平行于所述上壓板和下壓板的平面上均勻分布，且其兩端分別連接導熱油箱的送油管和回油管。
2、 如權利要求1所述的高強高模聚乙烯纖維復合材料拼壓成型 設備，其特征在于，所述上壓板和下壓板的內部均設有所述導熱油孔。
3、 如權利要求1或者2所述的高強高模聚乙烯纖維復合材料拼 壓成型設備，其特征在于，所述上壓板和/或下壓板包括兩塊疊置于一 體的加熱板，所述導熱油孔設置于兩者之間。
4、 如權利要求1或者2所述的高強高模聚乙烯纖維復合材料拼 壓成型設備，其特征在于，所述上壓板和/或下壓板的導熱油孔分為至錯離。
5、 如權利要求4所述的高強高模聚乙烯纖維復合材料拼壓成型 設備，其特征在于，所述上壓板和/或下壓板進一步包括三塊疊置于一 體的加熱板；所述導熱油孔分為兩層，分別"i殳置于相鄰的所述加熱4反 之間。
6、 如權利要求5所述的高強高模聚乙烯纖維復合材料拼壓成型 設備，其特征在于，位于外層的所述加熱板的外側進一步固定連接夾 持板。
7、 如權利要求4所述的高強高模聚乙烯纖維復合材料拼壓成型 設備，其特征在于，所述導熱油孔分為兩層；所述上壓板和/或下壓板 進一步包括兩塊疊置于一體的加熱板，該兩塊加熱板的接觸面均具有 凹槽，從而在上述接觸面的兩側形成上述分為兩層的導熱油孔。
8、 如權利要求4所述的高強高模聚乙烯纖維復合材料拼壓成型 設備，其特征在于，進一步包括與所述夾持板連接的溫度監(jiān)測裝置， 以及顯示溫度監(jiān)測結果的顯示裝置。
9、 如權利要求8所述的高強高模聚乙烯纖維復合材料拼壓成型設備，其特征在于，所述送油管或者回油管中設有油量調節(jié)裝置。
10、如權利要求9所述的高強高模聚乙烯纖維復合材料拼壓成型 設備，其特征在于，進一步包括控制裝置，所述控制裝置接收溫度監(jiān) 測裝置的監(jiān)測信號，并據此控制所述油量調節(jié)裝置，以便調節(jié)所述送 油管或者回油管的流量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高強高模聚乙烯纖維復合材料拼壓成型設備，包括由支撐框架支撐且大體相平行的上壓板和下壓板，所述上壓板和下壓板中至少一者的內部具有導熱油孔；所述導熱油孔在平行于所述上壓板和下壓板的平面上均勻分布，且其兩端分別連接導熱油箱的送油管和回油管。可以向所述導熱油孔持續(xù)通入具有適當溫度的導熱油，由于所述導熱油孔在平行于該上壓板和/或下壓板的平面上均勻分布，因此在導熱油的加熱下所述上壓板和/或下壓板各部分的溫度可以均勻上升，即所述上壓板和/或下壓板溫度的一致性較高；這樣，兩者之間所夾持的聚乙烯纖維復合材料能夠被均勻地加熱，其各部分溫度的一致性也較高。
文檔編號B29K23/00GK101602255SQ20081011104
公開日2009年12月16日 申請日期2008年6月10日 優(yōu)先權日2008年6月10日
發(fā)明者周成程 申請人:寧波榮溢化纖科技有限公司