本發(fā)明涉及一種適用于碳纖維汽車零部件的在線混煉注塑工藝。

背景技術：

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，人們對汽車的品質(zhì)要求越來越高。為了適應時代的發(fā)展和消費者的需求，世界各地的汽車生產(chǎn)商也在不斷地進行創(chuàng)新，不僅提高汽車零部件的功效和品質(zhì)，而且對生產(chǎn)汽車零部件的一些工裝及生產(chǎn)線也進行著各種改進，以提高生產(chǎn)效率和降低節(jié)約成本。目前汽車車身結構件和半結構件還是金屬制品，為了汽車輕量化的實現(xiàn)，世界上發(fā)達國家使用新型的碳纖維材料來代替金屬車身結構件和半結構件，以達到實現(xiàn)汽車輕量化。

采用在線混煉注塑工藝制作的碳纖維零件具有強度高，密度低，尺寸穩(wěn)定性高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，表面質(zhì)量高等優(yōu)點，已廣泛應用于航空航天，軍用領域。碳纖維零件產(chǎn)品在汽車車身上的應用可大幅降低車身的重量，對提高燃油效率和減少汽車尾氣排放有重要意義。

目前已經(jīng)有一些熱塑性復合材料成型工藝如GMT，LFT-D和LFT-G等在汽車保險杠，防撞梁，前端模塊，備胎倉上有了很多應用，單個零件或總成的重量減輕比例約為40-60％，對提高燃油效率和減少汽車尾氣排放做出了重要貢獻。

但以上3種工藝均有一定的局限性。GMT和LFT-D主要采用模壓工藝。即將加熱好的GMT片料或LFT團料放入模具中，合模加壓使片料或團料充滿整個型腔后冷卻固化即得到產(chǎn)品。模壓工藝有一定的局限性，不太適合生產(chǎn)形狀和尺寸較為復雜的件。LFT-G則是采用注塑工藝。將LFT的粒料加入注塑機中混煉然后注塑到模具中，冷卻脫模即得到產(chǎn)品。注塑工藝比較簡單，也可以成型復雜結構件，但LFT-G工藝增加了一道造粒的過程，即先要將纖維和塑料粒子通過擠出機混煉均勻并造粒后才能使用。而且二次注塑會進一步損傷纖維，使殘留在產(chǎn)品中的纖維平均長度僅為1-2mm左右。制品的性能也大大降低。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的是，一般熱塑性復合材料成型工藝自動化程度較低，成型周期較長，一般結構件的準備時間在30分鐘左右，大型產(chǎn)品的成型時間甚至超過2小時，這種成型周期可以滿足航空航天及其他批量化程度較低的行業(yè)需求，但很難滿足汽車行業(yè)大規(guī)模，批量化生產(chǎn)需求的問題。

本發(fā)明的技術方案是，一種適用于碳纖維汽車零部件的在線混煉注塑工藝，實現(xiàn)所述工藝的設備包括：雙螺桿擠出機、注塑機、自動上料機、強制側喂料系統(tǒng)、模溫機和冷水機；其特征在于：將按照配方樹脂體系通過自動上料機和強制側喂料系統(tǒng)將塑料粒子，添加劑和填料加入雙螺桿機出機進行混煉和塑化；在螺桿的后段通過強制側喂料系統(tǒng)加入回收碳纖維，并進一步混煉和塑化；混煉均勻的塑料和碳纖維經(jīng)過強制側喂料系統(tǒng)的喂料閥進入注塑機的注射缸；通過鎖模單元將注塑模具閉合；打開注塑機的注射閥，將注塑機的注射缸中混煉均勻的塑料和碳纖維通過注塑機注射閥注入成型模具中，同時使用模溫機控制溫度，而后冷水機冷卻固化并脫模即可得到半成品；將半成品經(jīng)過修邊等工序后即可得到所需產(chǎn)品。

其中，注塑機注射閥打開的同時關閉強制側喂料系統(tǒng)的喂料閥，混煉均勻的塑料和碳纖維混合物會暫時存儲在儲料缸中，實現(xiàn)連續(xù)混煉和非連續(xù)注塑過程的有效結合。

本發(fā)明的有益效果是，采用注塑工藝，工藝簡單成熟，可成型復雜結構件；另沒有二次注塑的加熱過程，減少了一個塑化工序，降低了塑料的剪切力，減少了塑料的熱損傷；只在螺桿的后段加熱碳纖維，而后段的螺桿通過改造后大大降低對碳纖維的剪切和切碎，制品中的碳纖維長度得以保留，提高了制品的強度。繼承了GMT，LFT-D及LFT-G工藝的優(yōu)點，并克服了其缺點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的碳纖維汽車零部件的在線混煉注塑工藝圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。

參看圖1，本發(fā)明是一種適用于碳纖維汽車零部件的在線混煉注塑工藝，實現(xiàn)所述工藝的設備包括：雙螺桿擠出機1、注塑機2、自動上料機3、強制側喂料系統(tǒng)4、模溫機5和冷水機6。；其特征在于：將按照配方樹脂體系通過自動上料機3和強制側喂料系統(tǒng)4將塑料粒子7，添加劑8和填料9加入雙螺桿機1出機進行混煉和塑化；在螺桿的后段通過強制側喂料系統(tǒng)4加入回收碳纖維10，并進一步混煉和塑化；混煉均勻的塑料和碳纖維11經(jīng)過強制側喂料系統(tǒng)4的喂料閥進入注塑機2的注射缸；通過鎖模單元將注塑模具12閉合；打開注塑機2的注射閥，將注塑機2的注射缸中混煉均勻的塑料和碳纖維11通過注塑機2注射閥注入成型模具12中，同時使用模溫機5控制溫度，而后冷水機6冷卻固化并脫模即可得到半成品13；將半成品經(jīng)過修邊等工序后即可得到所需產(chǎn)品。

其中，注塑機2注射閥打開的同時關閉強制側喂料系統(tǒng)4的喂料閥，混煉均勻的塑料和碳纖維混合物會暫時存儲在儲料缸中，實現(xiàn)連續(xù)混煉和非連續(xù)注塑過程的有效結合。

本發(fā)明采用了上述工藝流程，采用注塑工藝，工藝簡單成熟，可成型復雜結構件；另沒有二次注塑的加熱過程，減少了一個塑化工序，降低了塑料的剪切力，減少了塑料的熱損傷；只在螺桿的后段加熱碳纖維，而后段的螺桿通過改造后大大降低對碳纖維的剪切和切碎，制品中的碳纖維長度得以保留，提高了制品的強度。繼承了GMT，LFT-D及LFT-G工藝的優(yōu)點，并克服了其缺點。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。