一种绞合型金属包碳纤维复合线材的生产系统的制作方法

1.本实用新型涉及金属碳纤维复合材料制造领域，特别是一种绞合型金属包碳纤维复合线材的生产系统。


背景技术：

2.金属包碳纤维复合线材是以纵向连续碳纤维为加强材料，以热固性环氧树脂作为基体，外层包铜铝等材料。通常的树脂基碳纤维增强线材，都必须经过树脂浸润、预成型、固化、保温和冷却阶段,目前缺少能连续生产的绞合型金属包碳纤维复合线材的工艺方法和配套生产系统。由于金属包碳纤维线材预浸料处于未固化状态时，是可以进行变形加工的，我们在此基础上，可以利用电线电缆行业中的线缆绞合技术与在线连续退火技术，设计全新的工艺流程，使得绞合型金属包碳纤维复合线材能够连续生产。


技术实现要素：

3.为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种绞合型金属包碳纤维复合线材的生产系统，实现连续生产工艺，有效提高工作效率。
4.为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
5.一种绞合型金属包碳纤维复合线材的生产系统，包括依次水平放置的绞线机、固化段、冷却段、牵引及收线装置，所述绞线机出口处安装有并线模，所述固化段包括校直集电器、固化管和退火控制设备，所述退火控制设备输出直流电流通过校直集电装置传导至线材金属层，直接短路加热；所述冷却段为冷却管，所述牵引及收线装置包括牵引装置和收线装置。
6.优选地，所述绞线机采用两台笼式绞线机，分别为1+6盘和12盘笼绞机。
7.优选地，所述固化管内为中空金属管，通过加热器加热，所述固化管上装有温度传感器，通过温度传感器控制固化管内部温度。
8.优选地，所述冷却段为中空金属冷却管，冷却方式采用风机将水雾和冷空气吹入冷却管进行热交换，冷却段末端装有计米器。
9.优选地，所述牵引及收线装置通过双轮式牵引实现，通过龙门式收线装置收线。
10.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型将树脂浸润、预成型、固化、保温和冷却各个阶段融合成一个生产线，实现连续自动生产，有效提高了工作效率，节省了劳动成本。
附图说明
11.图1为本实用新型整体结构示意图；
12.图2为本实用新型固化段结构示意图；
13.图3为本实用新型部分规格的绞合型线截面示意图。
14.图中：1、笼式绞线机机，2、并线模，3、固化段，4、冷却段，5、双轮式牵引，6、龙门收
线装置，7、退火控制设备，8、校直集电器，9、固化管，10、温度传感器，11、金属层，12、碳纤维增强复材。
具体实施方式
15.为更进一步阐述本实用新型为实现预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
16.如图1所示，本实用新型的一种绞合型金属包碳纤维复合线材的生产系统，包括笼式绞线机1、并线模2、固化段3、退火控制设备7、冷却段4、双轮式牵引5及龙门收线装置6。绞线机为1+6盘和12盘两台笼绞机，笼绞机放线速度与双轮式牵引5同步。线材在固化前，预浸料可以变形，线材通过并线模后得到截面为多边形单线绞合的绞合型线。如图2所示，固化段3包括两段固化管9，固化管装有温度传感器10，可以控制其内部中空金属管温度。每个固化管两侧均有一组校直集电装置8，校直集电装置8主要由校直滑轮、导电滑环和引流排组成。退火控制设备输出的直流电流可传导至滑轮上。固化方式为内部带有加热器的中空固化管给穿过其中的金属包碳纤维线材预浸料提供预加热温度，退火控制设备提供直流电流通过集电器传导至金属包覆层，通过短路直接加热金属包覆层达到预浸料的固化温度后完成固化。在线材行进且未固化时，通过校直滑轮校直。冷却段4为一段中空金属管，冷却方式采用风机将水雾和冷空气吹入冷却管进行热交换，冷却段末端有计米器。线材在固化管与冷却管中行进时不与管内壁接触。冷却后的线材经过双轮式牵引5后，至龙门收线装置6。
17.具体的工艺流程如下：
18.(1)根据设计需求，按节径比选择节距与放线速度，线材通过并线模2后成为三至十八根的多边形型线绞合结构，在变形过程中进一步使预浸料的树脂均匀分布。
19.(2)线材经校直集电装置8的校直滑轮后进入第一段固化管9。其内部金属管温度加热至100℃，对线材预热。校直集电装置8的滑轮与线材金属层11接触后，因其与退火控制设备的直流电源连接，可以通过短路加热的方式为线材加热。在进入第二段加热管前，线材温度不能高于180℃。而在线材离开第二段固化管末端时，温度达到230℃最佳。最后一个校直集电装置的角质滑轮仅与线材表面良好接触即可，不能施加过大压力。
20.(3)线材进入冷却段4后，用风机将冷空气和水雾吹入冷却管，对线材进行冷却。
21.(4)线材冷却至40℃以下，将热应力释放后，经过双轮式牵引、龙门收线装置收线装盘。
22.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。


技术特征：
1.一种绞合型金属包碳纤维复合线材的生产系统，其特征在于：包括依次水平放置的绞线机、固化段、冷却段、牵引及收线装置，所述绞线机出口处安装有并线模，所述固化段包括校直集电器、固化管和退火控制设备，所述退火控制设备输出直流电流通过校直集电装置传导至线材金属层，直接短路加热；所述冷却段为冷却管，所述牵引及收线装置包括牵引装置和收线装置。2.如权利要求1所述的一种绞合型金属包碳纤维复合线材的生产系统，其特征在于：所述绞线机采用两台笼式绞线机，分别为1+6盘和12盘笼绞机。3.如权利要求1所述的一种绞合型金属包碳纤维复合线材的生产系统，其特征在于：所述固化管内为中空金属管，通过加热器加热，所述固化管上装有温度传感器，通过温度传感器控制固化管内部温度。4.如权利要求1所述的一种绞合型金属包碳纤维复合线材的生产系统，其特征在于：所述冷却段为中空金属冷却管，冷却方式采用风机将水雾和冷空气吹入冷却管进行热交换，冷却段末端装有计米器。5.如权利要求1所述的一种绞合型金属包碳纤维复合线材的生产系统，其特征在于：所述牵引及收线装置通过双轮式牵引实现，通过龙门式收线装置收线。

技术总结
本实用新型公开了一种绞合型金属包碳纤维复合线材的生产系统。本实用新型主要包括绞线机、并线模、固化段、退火控制设备、冷却段、牵引及收线装置。线材通过绞合机绞合，绞合后的金属包固化段主要有校直集电装置、固化管，金属包碳纤维复合线材预浸料必须在达到固化温度前进行校直，固化管内层金属管通过加热器加热至一定温度，为预浸料提供预热温度。预浸料的金属外层通过直流短路电流直接加热，直至达到固化温度。金属包碳纤维复合材料在固化完成之后通过冷却段冷却，整个加工过程通过双轮式牵引拉动预浸料线材，最后通过龙门收线装置收线装盘。线装盘。线装盘。


技术研发人员：仝伟 张砚 刘须尧 宋宁宁 宋磊 徐发春
受保护的技术使用者：江苏易鼎复合技术有限公司
技术研发日：2022.02.11
技术公布日：2022/8/23