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：
高強高模聚乙烯纖維復合材料拼壓成型設備技術領域[0001]本實用新型涉及一種拼壓技術，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：
[0002]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(1 6) X IO6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。[0003]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。[0004]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。[0005]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。[0006]中國專利文獻CN101602255A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其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通道，所述導熱油通道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。該專利公開的拼壓成型設 備可以對聚乙烯纖維復合材料進行均勻的加熱。但是，導熱油在使用的過程中，其粘度 隨著使用時間的延長而增加，因此傳送效果會變差；此外，上述裝置中的導熱油孔的傳 熱面積也十分有限。實用新型內容[0007]本實用新型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，與 現有技術相比，本實用新型提供的拼壓成型設備不但可以傳送高粘度的導熱油，而且增加 了導熱油通道的傳熱面積，從而有利于改善對高強高模聚乙烯纖維復合材料的加熱效果。[0008]為解決上述技術問題，本實用新型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[0009]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 一者的內部具有橫截面為圓形的導熱油通道；所述導熱油通道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，在所述導熱油 通道的內壁上分布有呈螺旋線延伸的溝槽。[0010]優(yōu)選的，所述上壓板和/或下壓板進一步包括兩塊疊置預一體的加熱板，該兩 塊加熱板的接觸面均具有半圓形導熱油通道，從而在所述接觸面的兩側形成所述橫截面 為圓形的導熱油通道。[0011]優(yōu)選的，所述導熱油通道上的呈螺旋線分布的溝槽的形狀為半圓形。[0012]優(yōu)選的，所述導熱油通道的直徑為8mm 20mm。[0013]優(yōu)選的，所述導熱油通道上的呈螺旋線分布的溝槽的深度為3mm 6_。[0014]優(yōu)選的，所述呈螺旋線分布的溝槽的螺旋線的導程角為40° 60°。[0015]優(yōu)選的，所述上壓板和下壓板的內部均設有所述導熱油通道。[0016]優(yōu)選的，進一步包括檢測所述導熱油箱內的導熱油溫度的溫度監(jiān)測裝置以及顯 示溫度監(jiān)測結果的顯示裝置。[0017]優(yōu)選的，所述送油管或回油管中設有油量調節(jié)裝置。[0018]優(yōu)選的，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本部分是權利要 求書的內容。[0019]相對上述背景技術，本實用新型所提供的高強高模聚乙烯纖維復合材料拼壓成 型設備，其導熱油通道內表面分布有成螺旋線延伸的溝槽，當導熱油的粘度較高時，可 以改善導熱油的傳送效果。此外，本實用新型通過在導熱油通道內表面設置溝槽，在不 降低上壓板或下壓板的條件下，達到增加了導熱油通道傳熱面積的效果。這樣，在拼壓 成型過程中，可以改善對高強高模聚乙烯纖維復合材料的加熱效果。


[0020]圖1為本實用新型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；[0021]圖2為本實用新型所提供上壓板第一種具體實施方式
的結構示意圖；[0022]圖3為圖2中上壓板的導熱油通道沿其軸向方向的剖視圖；[0023]圖4為本實用新型所提供上壓板第二種具體實施方式
的結構示意圖。
具體實施方式
[0024]本實用新型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高模聚乙烯纖維復合材料的溫度。[0025]為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型方案，
以下結合附圖和實施方 式對本實用新型作進一步的詳細說明。[0026]請參考圖1，圖1為本實用新型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。[0027]在一種具體實施方式
中，本實用新型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。[0028]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。[0029]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。[0030]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。[0031]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。[0032]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。[0033]請同時參考圖2，圖2為本實用新型所提供上壓板第一種具體實施方式
的結構示 意圖。[0034]上壓板3的內部具有導熱油通道31，當然，導熱油通道31也可以單獨或者同時 設置于下壓板2的內部。[0035]導熱油通道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。導熱油通 道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。[0036]為此，應當專門設計導熱油通道31的分布圖形。導熱油通道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。[0037]當然，導熱油通道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通道31各部分的連通方式，以確保導熱油能夠 均勻地到達導熱油通道31的各部分，對此本文不再展開。[0038]本實用新型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通道，所述導熱油通道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 述導熱油通道持續(xù)通入具有適當溫度的導熱油，由于所述導熱油通道在平行于該上壓板 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。[0039]隨著導熱油的使用，其粘度隨使用時間的變長而增加，為了更方便的傳遞高粘 度的導熱油并且增加導熱油通道的傳熱面積，本實用新型在所述導熱油通道的內壁上加 工出呈螺旋線延伸的溝槽，按照本實用新型，所述導熱油通道的橫截面的直徑優(yōu)選為 8mm 20mm，更優(yōu)選為IOmm 15mm。所述螺旋線延伸的溝槽的螺旋線的導程角優(yōu) 選為40°C 60°C，更優(yōu)選為45°C 60°C。所述螺旋線溝槽的深度為3mm 10mm，更 優(yōu)選為3mm 6mm。為了有利于加工出成螺旋線延伸的溝槽，本實施方式中，所述導 熱油通道為多個平行的沿直線延伸的導熱油通道。請參見圖3，為圖2中上壓板的導熱油 通道沿其軸向方向的剖視圖。[0040]本實施方式中，導熱油通道的橫截面形狀是直徑為20mm的圓形，螺旋線溝槽 的導程角為50°，溝槽的深度為4mm。當導熱油隨著使用時間的延長，粘度增加時，螺 旋線延伸的溝槽可以減小導熱油在導熱油通道內的摩擦力，有利于傳送導熱油。另外， 雖然可以通過增加導熱油通道的內徑也可以增加傳熱面積，但會降低上壓板的強度，而 本實用新型通過在導熱油通道的內壁上設置溝槽，這樣可以在不降低壓板強度的條件 下，增加了導熱油通道的傳熱面積，這樣有利于改善拼壓成型設備對高強高模聚乙烯纖 維復合材料的加熱效果。[0041]請參考圖4，圖4為本實用新型所提供上壓板第二種具體實施方式
的結構示意 圖。[0042]在本實用新型所提供的第二種具體實施方式
中，上壓板3進一步包括兩層加熱 板，即第一加熱板32和第二加熱板33，兩者同樣可以焊接于一體。在所述第一加熱板 32上，加工有橫截面形狀為半圓形的導熱油通道311 ；在所述第二加熱板33上，在所述 第一加熱板的半圓形的導熱油通道相對應的位置上，加工有與所述第一加熱板上的半圓 形導熱油通道相同形狀的導熱油通道312。這樣，兩加熱板31、32緊密地疊置于一體后 可以在兩者之間形成橫截面形狀為圓形的導熱油通道。[0043]當導熱油粘度增加時，以及為了提高導熱油通道的傳熱面積，在所述橫截面為 圓形的導熱油通道上加工有呈螺旋線延伸的溝槽，當導熱油隨著使用時間的延長，粘度 增加時，螺旋線延伸的溝槽可以減小導熱油在導熱油通道內的摩擦力，有利于傳送導熱 油。[0044]此外，通過在導熱油通道內設置溝槽，增加了導熱油通道的傳熱面積。雖然可 以通過增加導熱油通道的內徑也可以增加傳熱面積，但會降低上壓板的強度，而本實用 新型只通過設置溝槽就在不降低上壓板強度的調價下，增加了導熱油通道的傳熱面積， 這樣有利于改善對高強高模聚乙烯纖維復合材料的加熱效果。[0045]與第一種實施方式相比，本實施方式提供的上壓板由兩塊傳熱板構成，這樣可 以分別在傳熱板的表面加工出橫截面形狀為半圓形的導熱油通道，顯然這種方式可有利 于加工出導熱油通道。[0046]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。[0047]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?？梢栽趭A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。[0048]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。[0049]以上對本實用新型所提供的高強高模聚乙烯纖維復合材料拼壓成型設備進行了 詳細介紹。本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實 施例的說明只是用于幫助理解本實用新型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，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進 行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型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，其特征在于，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橫 截面為圓形的導熱油通道；所述導熱油通道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，在所述導熱油通道的內壁上分布 有呈螺旋線延伸的溝槽。
2.根據權利要求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/或下壓板進一步包括兩塊疊置預一體的加熱板，該兩塊加熱板的接觸面 均具有半圓形導熱油通道，從而在所述接觸面的兩側形成所述橫截面為圓形的導熱油通 道。
3.根據權利要求2所述的高強高模聚乙烯纖維復合材材料拼壓成型設備，其特征在 于，所述導熱油通道上的呈螺旋線分布的溝槽的形狀為半圓形。
4.根據權利要求3所述的高強高模聚乙烯纖維復合材料拼壓成型設備， 所述導熱油通道的直徑為8mm 30mm。
5.根據權利要求4所述的高強高模聚乙烯纖維復合材料拼壓成型設備， 所述導熱油通道上的呈螺旋線分布的溝槽的深度為3mm 6mm。
6.根據權利要求5所述的高強高模聚乙烯纖維復合材料拼壓成型設備， 所述呈螺旋線分布的溝槽的螺旋線的導程角為40° 60°。
7.根據權利要求1所述的高強高模聚乙烯纖維復合材料拼壓成型設備， 所述上壓板和下壓板的內部均設有所述導熱油通道。
8.根據權利要求1至7任一項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，進一步包括檢測所述導熱油箱內的導熱油溫度的溫度監(jiān)測裝置以及顯示溫度 監(jiān)測結果的顯示裝置。
9.根據權利要求7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， 所述送油管或回油管中設有油量調節(jié)裝置。
10.根據權利要求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。其特征在于， 其特征在于， 其特征在于， 其特征在于，
專利摘要本實用新型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橫截面為圓形的導熱油通道；所述導熱油通道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，在所述導熱油通道的內壁上分布有呈螺旋線延伸的溝槽。本實用新型所提供的高強高模聚乙烯纖維復合材料拼壓成型設備，其導熱油通道內表面分布有成螺旋線延伸的溝槽，當導熱油的粘度較高時，可以改善導熱油的傳送效果。此外，通過在導熱油通道內表面設置溝槽達到增加了導熱油通道傳熱面積的效果。這樣可以改善對高強高模聚乙烯纖維復合材料的加熱效果。
文檔編號B29K23/00GK201808223SQ20102055890
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月29日 優(yōu)先權日2010年9月29日
發(fā)明者周奇迪, 趙羅杰, 陳永銀, 陳鋼, 黃金幫 申請人:寧波榮溢化纖科技有限公司