使纖維絲束分散的方法與流程
2023-12-05 22:52:06
本公開涉及一種使纖維絲束(例如，碳纖維絲束)分散的方法。
背景技術：
對於車輛製造商來說，提高燃料經濟性是重要目標。提高燃料經濟性的期望可能是由燃料費用、排放標準(例如，對於二氧化碳)、增加行駛裡程或其它原因驅使的。提高燃料經濟性的一種方法是使用輕質材料以減輕車輛重量。碳纖維是具有良好機械特性的低密度材料。目前，碳纖維通常用於諸如航空航天、風能、體育用品和高端車輛的應用中。這些應用通常用量較少並且與用量大的車輛相比售價較高。在汽車工業中，將碳纖維應用到用量大的非豪華車輛提出一些挑戰。
其中一個挑戰是開發用於大量生產的低成本加工技術。板材成型複合(smc，sheetmoldingcompound)工藝已經用於製造玻璃纖維增強部件，諸如，行李艙蓋、引擎罩、保險槓等。然而，由於碳纖維與玻璃纖維的纖維類型的物理性質不同，同樣的smc工藝可能不適合於碳纖維。與玻璃纖維相比，碳纖維的直徑可能更小(例如，小兩倍)，這使得碳纖維絲束難以分散。此外，可塗覆在碳纖維表面上的膠料會使碳纖維趨向於聚集。
技術實現要素：
在至少一個實施例中，提供了一種纖維絲束分散系統。該系統可包括：腔室，限定第一開口和第二開口以及位於第一開口和第二開口之間的中空內部，其中，第一開口被構造為接納纖維絲束，第二開口比第一開口寬；真空源，與所述腔室連通，並被構造為減小所述中空內部中的空氣壓力並使纖維絲束膨脹。
密封構件可圍繞第一開口延伸並被構造為與纖維絲束接合。密封構件可由橡膠製成。密封構件可圍繞第二開口延伸並被構造為當膨脹的纖維絲束離開第二開口時與膨脹的纖維絲束接合。在一個實施例中，第二開口比第一開口寬至少50％。在另一實施例中，第二開口比第一開口寬至少200％。第一開口的寬度可以是3mm至20mm，第二開口的寬度可以是5mm至75mm。在一個實施例中，中空內部的寬度從第一開口到第二開口連續增加。一個或更多個軟管可結合到腔室和真空源。在一個實施例中，真空源被構造為將中空內部中的空氣壓力減小到1torr或更小。
在至少一個實施例中，提供了一種使纖維絲束分散的方法。所述方法可包括：將具有初始寬度的纖維絲束拉入第一腔室開口，穿過中空的腔室內部，並且從第二室開口拉出；減小中空的腔室內部中的空氣壓力以將存在於所述中空的腔室內部中的纖維絲束分散成具有大於所述初始寬度的寬度的膨脹的纖維絲束。
在一個實施例中，第二腔室開口可比第一腔室開口寬，並且減小中空的腔室內部中的空氣壓力可將纖維絲束分散為具有基本上與第二腔室開口的寬度相同的寬度的膨脹的纖維絲束。密封構件可圍繞第一腔室開口的周邊延伸，並且將纖維絲束拉入第一腔室開口可在纖維絲束和密封構件之間至少形成部分密封。密封構件可圍繞第二腔室開口的周邊延伸，並且將纖維絲束拉出第二腔室開口可在膨脹的纖維絲束和密封構件之間至少形成部分密封。
在一個實施例中，所述減小中空的腔室內部中的空氣壓力的步驟可包括將中空的腔室內部中的空氣壓力減小到1torr或更小。所述減小中空的腔室內部中的空氣壓力的步驟可包括使用結合到中空的腔室內部和真空源的真空軟管來減小中空的腔室內部中的空氣壓力。在一個實施例中，所述減小中空的腔室內部中的空氣壓力的步驟包括減小中空的腔室內部中的空氣壓力以將纖維絲束分散成具有比初始寬度大至少100％的寬度的膨脹的纖維絲束。所述方法還可包括將膨脹的纖維絲束切割成多個膨脹的纖維絲束段，並將所述多個膨脹的纖維絲束段結合到板材成型複合材料中。在一個實施例中，纖維絲束是碳纖維絲束。
在至少一個實施例中，提供了一種使碳纖維絲束分散的方法。所述方法可包括將具有初始寬度的碳絲束拉入第一腔室開口，穿過中空的腔室內部並且從第二腔室開口拉出；將所述中空的腔室內部中的空氣壓力減小至100torr或更小，以將存在於所述中空的腔室內部中的碳絲束分散成具有比所述初始寬度大至少50％的寬度的膨脹的碳絲束。
附圖說明
圖1是碳纖維絲束的示例；
圖2是根據一個實施例的纖維絲束分散系統的俯視圖；
圖3是根據一個實施例的進入纖維絲束分散系統並由纖維絲束分散系統進行分散的纖維絲束的俯視圖；
圖4a是根據一個實施例的纖維絲束分散系統的成形部(form)的前端視圖；
圖4b是根據一個實施例的纖維絲束分散系統的成形部的後端視圖；
圖4c是根據一個實施例的纖維絲束分散系統的成形部的側視圖；
圖5a是根據一個實施例的纖維絲束分散系統的成形部的俯視圖；
圖5b是根據另一實施例的纖維絲束分散系統的成形部的俯視圖；
圖5c是根據又一實施例的纖維絲束分散系統的成形部的俯視圖；
圖6是根據一個實施例的纖維絲束切碎系統的示意圖。
具體實施方式
根據需要，在此公開本發明的詳細實施例。然而，應理解，公開的實施例僅為本發明的示例，本發明可採取各種替代的形式實施。附圖無需按比例繪製；可誇大或最小化一些特徵以顯示特定部件的細節。因此，在此公開的具體結構和功能細節不應解釋為限制，而僅作為用於教導本領域技術人員以各種形式利用本發明的代表性基礎。
如在背景技術中描述的，用於製造玻璃纖維增強部件的smc工藝可能不適用於生產碳纖維增強部件。碳纖維束在smc工藝中會導致一些問題。例如，對於樹脂來說會難以浸透(例如，完全浸漬)碳纖維並且在成型期間纖維不會很好地流動。這些問題會導致碳纖維和樹脂之間的相對低的表面接觸。由於這些問題，碳纖維增強smc部件尚未滿足一些應用所需的機械性能。一種改善碳纖維smc工藝中碳纖維分散的經濟且有效的方法可改善最終部件的性能。
圖1中示出了部分分散的碳絲束10的一個實例。碳絲束是形成較大股的一束單根碳纖維長絲或股12。碳絲束可編織在一起成為布或織物。碳絲束可通過尺寸(諸如，3k、6k、12k、24k、36k、48k或更高，其中，「k」表示一千根長絲)來限定或分類。例如，12k碳絲束可包括12,000根碳長絲。碳絲束可具有各種尺寸，並且所選擇的尺寸可取決於應用。長絲的直徑還可根據所期望的特性或應用而變化。長絲的直徑可在(例如)1至25微米之間變化，或在其中的子範圍(諸如，5至15微米或5至10微米)內變化。
碳纖維和碳纖維絲束的生產在本領域中是已知的，將不再詳細描述。通常，碳纖維絲束的生產包括聚合、紡絲、氧化、碳化和表面處理的步驟。然而，存在多種方法來生產碳纖維絲束，任何方法可適合於本公開。聚合通常包括將聚合的原料(例如，前體)轉化為能夠形成纖維的材料。一般而言，纖維可通過由丙烯腈製成的聚丙烯腈(pan)形成，然而，纖維還可由諸如人造絲或瀝青基前體的其它前體形成。前體可以是粉末形式的並可以溶解在溶劑(例如，有機溶劑或水溶劑)中，以形成漿料。
纖維可通過紡絲(諸如，溼紡)形成。漿料可浸入凝結劑中並通過具有與期望的絲束的長絲計數匹配的多個孔的套管或噴絲頭中的孔擠出。可洗滌、乾燥及拉伸溼紡纖維。儘管溼紡是形成碳纖維的一種方法，但是也可使用本領域已知的其它方法。在乾燥後，纖維可(例如)被纏繞到線筒上。
然後，可被纏繞或卷繞的纖維在氧化步驟過程中可被插入或送入通過一個或更多個烘爐。氧化溫度的範圍可從大約200℃至300℃。該過程會使聚合物鏈交聯並增加密度。在氧化之後，氧化的纖維可含有大約50％至65％的碳分子以及諸如氫元素、氮元素和氧元素以形成平衡。
在碳化步驟中，纖維被再次但是在惰性或無氧的氣氛中加熱。在沒有氧氣的情況下，從纖維去除非碳分子。碳化步驟可包括在一個或更多個溫度(例如，第一低溫和第二高溫)下加熱。例如，溫度的範圍可從700℃至1500℃。在整個生產過程中，纖維可保持處於拉伸狀態。在碳化過程中，發生碳分子的結晶並且成品纖維可具有90％以上的碳。
在碳化之後，纖維可接受表面處理和/或稱為膠料(sizing)的塗層。表面處理可包括將纖維拉伸通過包含溶液的電化學或電解槽，以蝕刻每個長絲的表面或使每個長絲的表面變粗糙。然後，塗層(通常稱為膠料)可塗覆到纖維。膠料是為了在處理和加工過程中保護碳纖維使得纖維表面不被刮擦或損壞。在塗覆膠料並且已經乾燥之後，纖維絲束通常被綑紮或卷繞(例如，在線筒上)用於後續使用。
為了形成碳纖維增強smc組件，將碳纖維絲束(例如，成品絲束)分散或分離為單個長絲會是有益的。這可改善長絲的浸透性並增加纖維與樹脂之間的表面接觸，從而改善smc部件的性能(例如，載荷傳遞)。以前的分離絲束的方法已經包括了物理地分散纖維長絲的機械方法。這些方法在工藝期間中會損壞纖維表面，並且通常僅將大的纖維絲束分為相對較小的纖維絲束。
參照圖2至圖5，示出了用於使纖維絲束分散或分離的方法的實施例。此外，示出和描述了用於分離纖維絲束的系統的實施例。雖然實施例可利用碳絲束作為示例來描述，但是其它類型的纖維絲束也可用於所述方法、系統和部件，並且在此想到這種運用。例如，可使用玻璃纖維絲束、陶瓷纖維絲束、聚合物纖維絲束等。
已經發現了(例如)通過使用具有從其延伸的突起的輥或向絲束施加高壓流體來機械分散絲束的長絲的替代方案。已經發現，可使用減小的或低的壓力以更溫和的方式分散長絲，而不會對長絲造成太多的表面損傷或破裂。參照圖2，示出了用於使纖維絲束的長絲分散以增加絲束的寬度和絲束的長絲之間的間隔的系統20。因此，可增加絲束的總表面積，這可在複合材料的製備期間允許更好的樹脂浸透以及碳纖維和樹脂之間的改善的表面接觸。
在至少一個實施例中，系統20可包括腔室(例如，真空腔室)或成形部22。成形部22可被稱為絲束膨脹器或分散器。成形部22可具有主體24，主體24可限定中空內部26。主體可由剛性材料形成，該剛性材料能夠承受中空內部26和成形部22的外部(例如，大氣)之間的顯著的壓力差(例如，如下所述)。例如，主體24可由金屬或剛性塑料形成。限定中空內部26的主體24的壁可以是光滑的(例如，低表面粗糙度)，以防止在纖維絲束穿過時損壞纖維絲束。例如，如果主體24是金屬的，則其可被拋光。成形部22可具有第一端28和第二端30。第一端28可以是絲束接納端或進入端，而第二端30可以是絲束離開端。第一端28可限定被構造為接納絲束的第一開口32。絲束可由第一開口32接納，穿過或延伸穿過主體24並從由第二端30限定的第二開口34離開。
第一端28可包括圍繞第一開口32的至少一部分延伸的密封構件36。在一個實施例中，密封構件36圍繞第一開口32的整個周邊延伸。密封構件36可以是柔性的使得當絲束穿過第一開口32時其可以順應絲束的形狀。密封構件可由橡膠或其它彈性材料形成。在至少一個實施例中，第一開口32的尺寸可設置成具有與纖維絲束的橫截面相同或相似的形狀。纖維絲束通常可具有矩形或大致矩形的橫截面，該橫截面具有相對大的寬度和相對小的高度。因此，第一開口32也可具有矩形或大致矩形的橫截面，該橫截面具有相對大的寬度(w1)和相對小的高度(h1)，其尺寸與纖維絲束相同或基本上相同。例如，絲束寬度可佔據寬度(w1)的95％至100％，諸如，97％至100％或99％至100％。因此，第一開口32的尺寸可根據絲束的尺寸而變化。例如，12k絲束的寬度可比48k絲束的寬度小，因此，用於12k絲束的成形部22可具有比用於48k絲束的成形部22小的第一開口32。
因此，當絲束進入並延伸通過具有與絲束相同或非常相似的尺寸的第一開口32時，密封構件36可順應絲束以與絲束至少形成部分密封。如此處所使用的，部分密封可指的是允許一些氣流和/或壓力平衡但仍允許在密封處的任一側上產生及保持顯著的壓力差的密封。例如，如果成形部22外部的壓力處於環境壓力(例如，1atm或760torr)，則部分密封可允許主體24內的內部壓力顯著小於環境壓力(例如，小於0.5atm或380torr)。相反，如果第一開口32比絲束大相當多的量，則可能不形成密封，並且可能不會保持顯著的壓力差。在其它實施例中，可在絲束和第一開口32之間形成完全的密封或接近完全的密封。
第二端30還可包括圍繞第二開口34的至少一部分延伸的密封構件38。密封構件38可由與密封構件36相同或相似的材料(例如，橡膠或彈性體)形成。在一個實施例中，密封構件38圍繞第二開口34的整個周邊延伸。密封構件38可以是柔性的，使得當絲束穿過第二開口34以及離開成形部22時其可順應膨脹的或分散的絲束的形狀。當絲束通過第二開口34離開時，密封構件38可順應膨脹/分散的絲束以與膨脹/分散的絲束至少形成部分密封。術語部分密封可具有與上文描述的相似的含義。在其它實施例中，可在膨脹/分散的絲束和第二開口34之間形成完全的密封或接近完全的密封。
如上所述，纖維絲束通常可具有矩形或大致矩形的橫截面，該橫截面具有相對大的寬度和相對小的高度。第二開口34也可具有矩形或大致矩形的橫截面，該橫截面具有相對大的寬度和相對小的高度。然而，第二開口34的尺寸可與絲束初始尺寸(例如，在剛進入第一開口32之前)不同。如下面更詳細地描述的，絲束可在成形部22內膨脹或分散，使得其通過第二開口34離開成形部22時具有更大的寬度。因此，第二開口34的尺寸可被構造為具有比初始絲束的寬度大的寬度(w2)。當膨脹的絲束離開第二開口34時，其可具有與第二開口34的寬度(w2)相同或基本相同的寬度。例如，膨脹的絲束寬度可佔據寬度(w2)的95％至100％，諸如，97％至100％或99％至100％。
第二開口34的寬度可對應於期望的膨脹絲束寬度。絲束的膨脹或分散可以用膨脹百分比或分散百分比來限定。例如，分散的絲束的寬度可比初始絲束的寬度大至少25％(例如，初始寬度的1.25倍)。在一個實施例中，分散的絲束的寬度可比初始絲束的寬度大至少50％、100％、150％、200％、250％或300％(例如，初始寬度的1.5倍、2倍、2.5倍、3倍、3.5倍或4倍)。甚至可能發生更大的膨脹，然而，可能不需要更大的膨脹來充分改善樹脂浸透性。
第二開口34除了比初始絲束更寬之外，其還可具有小於初始絲束的高度的高度(h2)。當分散的絲束沿著寬度方向分散或膨脹時，其可在高度方向上變得更短。因此，第二開口34的高度可以小於初始絲束的高度。高度方向上的減小可以匹配寬度方向上的增加或可以不匹配寬度方向上的增加。例如，如果第二開口34的寬度變大100％(2倍)，則其高度可以是初始高度的50％(1/2倍)。然而，1：1的變化比率不是必需的。在另一實施例中，第二開口34的寬度變大100％(2倍)，而其高度可以是初始高度的75％(3/4倍)。
纖維絲束(例如，碳纖維絲束)可具有取決於絲束和/或長絲的尺寸的寬度範圍。在一個實施例中，絲束的寬度可以是3mm至25mm或其中的任何子範圍(諸如3mm至20mm、3mm至15mm、5mm至15mm、5mm至10mm、10mm至15mm、7mm至13mm或其它)。因此，第一開口32的寬度可與絲束寬度相同或相似(例如，與上述相同的範圍)。類似地，纖維絲束可具有取決於絲束和/或長絲的尺寸的高度範圍。在一個實施例中，絲束的高度或厚度可以是10μm至250μm或其中任何子範圍(諸如，25μm至250μm、25μm至200μm、25μm至150μm、50μm至250μm、50μm至200μm、50μm至150μm、50μm至100μm、25μm至75μm等)。因此，第一開口32的高度可與絲束高度相同或相似(例如，與上述範圍相同的範圍)。
如上所述，第二開口34的寬度可大於第一開口32並且大於初始絲束寬度。例如，它可以比初始絲束大50％、100％、150％、200％、250％或300％。因此，第二開口34的寬度可以比第一開口32的寬度的上述值大50％、100％、150％、200％、250％或300％。在一個實施例中，第二開口的寬度可為5mm至100mm或其中的任何子範圍(諸如，5mm至75mm、10mm至100mm、10mm至75mm、10mm至50mm、15mm至75mm、15mm至50mm、10mm至30mm、15mm至30mm或其它等)。如上所述，第二開口34的高度可與第一開口32的高度相同或比第一開口32的高度小。因此，第二開口34的高度可與第一開口的上述值相同或比第一開口的上述值小。
如上所述，所公開的系統可使用低的環境壓力或在環境壓力以下來使纖維絲束膨脹和/或分散。在至少一個實施例中，系統可包括連接或結合到一個或更多個真空源42(諸如，真空泵)的一個或更多個(例如，多個)真空軟管或管道40。真空軟管可在埠44處附連到成形部22。例如，可針對每個真空軟管40設置埠44。真空軟管40可以以任何合適的方式(諸如，通過螺紋連接、卡扣式連接、粘合劑、緊固件、過盈/摩擦配合或其它方法)結合或附連到埠44。該附連可以是永久的或可拆卸/可釋放的。在一個實施例中，可設置有連接到成形部22的頂部和底部(例如，較大側面或梯形側面)中的每者的一個或更多個真空軟管40。
在操作過程中，真空源42可通過經由真空軟管40和埠44移除空氣來降低成形部22的主體24的中空內部26內的壓力。可在減小壓力的同時，將纖維絲束拉入到第一開口32中、穿過主體24，並從第二開口34離開。因此，纖維絲束可在剛進入成形部22之前處於相對高的空氣/大氣壓力(例如，標準大氣壓力1atm或760torr)。當絲束進入處於低壓的成形部22的中空內部26時，可通過減小的壓力來促使或迫使纖維絲束的長絲膨脹或分散。由於減小的壓力，絲束的長絲可膨脹到主體24的橫截面區域的尺寸/寬度。因此，當絲束穿過較寬的第二開口34離開時，絲束可能已經膨脹到第二開口34的寬度或者接近第二開口34的寬度。
真空的強度可以是足以使纖維絲束分散和膨脹(例如，分散和膨脹到中空內部和/或第二開口34的尺寸)的任何減小的壓力。所需的壓力減小的幅度可取決於諸如絲束的尺寸(長絲的寬度和/或數量)、第二開口的尺寸(例如，期望的膨脹量)、成形部22的主體24的長度、纖維絲束的速度或其它。在至少一個實施例中，主體24內的壓力可減小到環境壓力或外部壓力的一半或更小。例如，如果成形部22的外部處於1atm或760torr的標準大氣壓，則主體24內的壓力可減小到0.5atm(380torr)或更小。在一個實施例中，主體24內的壓力可減小到100torr或更小，諸如，10torr或更小、1torr或更小、10-1torr或更小或10-2torr或更小。還可使用甚至更低的壓力，然而，所述更低的壓力對於使絲束膨脹到必需的延展量來說可能不是必須的。
參照圖3，示出了由成形部52膨脹的纖維絲束50的示意圖。纖維絲束50在進入成形部52之前具有初始寬度54。在成形部52內，減小的壓力可使纖維絲束50膨脹和/或分散。絲束可膨脹到成形部52的尺寸。因此，成形部52的寬度可從絲束進入的一側向絲束離開的一側增大，這可使絲束在其延伸通過成形部52時膨脹。
在所示的實施例中，成形部52的寬度從一側到另一側連續地增大，這可使絲束的寬度類似地連續增大。然而，成形部的寬度不需要連續地增大，只要出口大於入口即可。例如，成形部52的寬度可逐步增大，其中，寬度在特定長度上是恆定的並隨後增大，然後在特定長度上又是恆定的並且再次增大等。成形部52的寬度可線性地增大(例如，以恆定速率)，如圖所示，或者其可以以變化的速率(例如拋物線形、指數形)或其它速率增大。不管成形部52的形狀如何，絲束50可膨脹或分散為沿著其長度填充或基本填充成形部52的寬度。當絲束50離開成形部52時，其可具有大於初始寬度54的膨脹或分散後的寬度56。如上所述，增大的幅度可取決於入口和出口的幾何形狀。
為了開始圖3所示的過程，絲束50最初可手動地、機械地或以其它方式擴展到分散後的寬度56。這可導致絲束填充或基本填充第二端中的開口，這可允許第二開口周圍的密封構件與分散的絲束至少形成部分密封。一旦至少形成部分密封，真空源和軟管可降低成形部52內的壓力。然後，當絲束被拉動通過成形部52時，減小的壓力可使絲束分散或膨脹，而無需進一步手動或機械分散。
參照圖4a至圖4c，示出了根據實施例的成形部60的示例性端視圖和側視圖。圖4a示出了前端視圖，其示出了包括第一開口64和圍繞第一開口64的密封構件66的成形部60的第一端62。圖4b示出了後端視圖，其示出了包括第二開口70和圍繞第二開口70的密封構件72的成形部60的第二端68。如圖所示，第一開口64的寬度比第二開口70的寬度小，這可以允許絲束從其進入第一開口64時到其離開第二開口70時膨脹。如圖所示，第一開口64的高度可比第二開口70的高度大，然而，這不是必需的。圖4c示出了第一端62位於左側且第二端68位於右側的側視圖。示出了兩個相對的側壁74中的一個。如果第二開口70的高度小於第一開口64的高度，則側壁74可具有從第一端62到第二端68的減小的高度。
參照圖5a至圖5c，示出了根據若干實施例的成形部60的示例性頂視圖和/或底視圖。圖5a示出了其寬度以恆定速率從第一端62增加到第二端68的成形部60。成形部60的頂部/底部可具有梯形或截頂三角形形狀。圖5b示出了如下的成形部60：其寬度在特定長度上增加，然後在一定長度上保持恆定，然後重複。雖然示出了兩個寬度增加的區域，但是可以存在更多個寬度增加的區域。圖5c示出了其寬度以變化的速率(例如，曲線或拋物線)從第一端62增加到第二端68的成形部60。圖5c中的成形部的頂部/底部可被稱為鐘形。從第一端(入口)到第二端(出口)的成形部60的長度可根據成形部寬度的變化率和成形部的形狀而變化。為了實現寬度方向上的相同的總變化，具有更緩慢的寬度增加的成形部可更長，具有更急劇的寬度增加的成形部可更短。在一個實施例中，成形部60的長度可以是0.5英寸至10英寸或其中任何子範圍(諸如，1英寸至10英寸、1英寸至8英寸、1英寸至5英寸、2英寸至8英寸、2英寸至5英寸或其它)。
參照圖6，示出了用於使纖維絲束102分離的系統100。系統100可接納絲束102或多個這樣的絲束102。絲束102可以是已經使用上文所公開的方法和系統進行分散的膨脹的絲束。絲束102可由系統100以任何合適的方式接納。圖6示出了經由輥104接納的絲束102，然而，也可使用其它方法，諸如，傳送機。系統100可包括切割器或切碎器106以將絲束102切割成較短的絲束或段108。較短的段108可具有適用於複合部件的任何長度。在一個實施例中，段108的長度可以是1mm至100mm或其中的任何子範圍。例如，段的長度可以是1mm至75mm、5mm至75mm、1mm至50mm、10mm至75mm、20mm至60mm、25mm至55mm、1英寸至2英寸或其它子範圍。切割器106可以是單獨的部件，或者可以與輥104一體形成。切割器106可以是能夠切割絲束102的任何裝置。切割器106或切割器材料可根據絲束中的纖維的類型(諸如，碳纖維、玻璃纖維、聚合物纖維等)而變化。
在絲束102被切割成較短的段108之後，段108可掉落到下方的接納表面110。接納表面110可以是靜止的或者其可以是移動的。例如，表面110可以是傳送帶。由於段108從切割器106掉落到接納表面110，所以當段108落在接納表面110上時可被隨機定向。這些段可被輸送到另一系統，以將這些段結合到複合部件中，例如，纖維增強的smc部件(例如，碳纖維)。在另一實施例中，接納表面110可形成smc工藝的一部分。例如，接納表面110可以是其上塗覆有樹脂的承載膜(例如，聚合物膜)。因此，段108可直接落在樹脂承載膜上，並且可將其上塗覆有樹脂的另一承載膜應用在段的頂部上，以形成纖維增強的smc材料(例如，碳纖維)。smc材料可被壓實(例如，通過輥)並且儲存以備後用，諸如用在卷取輥上。或者，smc材料可被輸送用於即時或半即時的進一步加工，諸如成形操作。
因此，公開了用於使纖維絲束分散的系統和方法的實施例。在不對長絲進行機械分散的情況下，纖維絲束可被分散或分離為更寬且更展開的絲束。這可減少在分離過程期間對長絲的損壞量，從而產生更高質量的長絲。纖維絲束可以是碳纖維絲束，然而，可使用所公開的系統和方法分離其它類型的纖維絲束。與機械方法相比，所公開的系統和方法可使碳絲束更徹底地分散，並且可以解決碳絲束特有的一些問題，例如，碳絲束通常比玻璃纖維和可被塗覆在碳纖維表面上的膠料具有更小的直徑。所公開的系統和方法可用於生產任意類型的纖維增強部件，例如，纖維增強smc部件。在一個實施例中，所述系統和方法可用於形成車輛部件。例如，所述系統和方法可被用於形成行李艙蓋、引擎罩、保險槓或其它部件。
雖然上述描述了示例性實施例，但並非意味著這些實施例描述了本發明的所有可能的形式。更確切地說，在說明書中使用的詞語是描述性詞語而非限制性詞語，應該理解，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下能夠進行各種變化。此外，各個實施的實施例的特徵可組合，以形成本發明的進一步的實施例。