纤维增强型模塑料、以及形成和使用该纤维增强型模塑料的方法

摘要

本公开涉及纤维增强型模塑料、以及形成和使用该纤维增强型模塑料的方法。方法可以包括：将复合材料配料到熔体流中，所述复合材料包括预浸渍的增强丝和第二聚合材料(其可具有大于所述第一聚合材料的第二熔体温度)。另一种方法可以包括：将复合材料配料到熔体流中，所述复合材料包括被聚合材料预浸渍的碳增强丝。又一种方法可以包括：利用挤出工艺离线地用聚合材料预浸渍碳增强丝以形成预浸渍的股。另一种方法可以包括：利用挤出工艺离线地用聚合材料预浸渍碳增强丝以形成预浸渍的带。再一方法可以包括：形成一种或多种预定形状的预浸渍片料，所述预浸渍片料包括被聚合材料预浸渍的增强丝。所述聚合材料可以保护至少30％的所述增强丝。

权利要求

1.一种形成纤维增强型模塑料方法，包括：

在挤出机中建立源材料的熔体流；

将复合材料配料到所述熔体流中，所述复合材料包括碳增强纤维，所述碳增强纤维包括由聚合材料预浸渍的碳增强丝，所述复合材料使至少30%的所述增强丝被所述聚合材料保护使得所述聚合材料完全围住各个丝，从而在所述丝与所述至少30%的所述丝中的相邻丝之间形成屏障；

从所述源材料和所述复合材料形成模塑料；

从所述挤出机分发所述模塑料；以及

使用所述模塑料来生产零部件。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述配料步骤包括用所述源材料的所述熔体流润滑所述复合材料。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述配料步骤包括将固体形式的所述复合材料配料到所述熔体流中并且所述熔体流至少部分地熔化所述复合材料。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述复合材料呈一个或多个连续股的形式。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述复合材料呈粒料或片料的形式。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，使用侧送料机来进行所述配料步骤。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述配料步骤之前加热所述复合材料。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述源材料包括聚合材料，并且所述源材料和所述复合材料的所述聚合材料包括热塑性聚合材料。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述源材料包括热固性聚合材料，并且所述复合材料的所述聚合材料是热固性聚合材料。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述复合材料使至少50%的所述丝被所述聚合材料保护使得所述聚合材料完全围住各个丝，从而在所述丝与所述至少50%的所述丝中的相邻丝之间形成屏障。

11.一种形成纤维增强型模塑料方法，包括：

将源材料引入挤出机的上游送料区域中；

在所述上游送料区域与下游送料区域之间建立所述源材料的熔体流；

将复合材料配料到所述挤出机的所述下游送料区域中，所述复合材料包括碳增强纤维，所述碳增强纤维包括用聚合材料预浸渍的碳增强丝，所述复合材料使至少30%的所述增强丝被所述聚合材料保护使得所述聚合材料完全围住各个丝，从而在所述丝与所述至少

30%的所述丝中的相邻丝之间形成屏障；

将所述源材料与所述复合材料混合形成模塑料；

从所述挤出机分发所述模塑料；以及

使用所述模塑料来生产零部件。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述混合步骤包括用所述源材料的所述熔体流润滑所述复合材料。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述混合步骤包括将固体形式的所述复合材料与所述熔体流混合并且所述熔体流至少部分地熔化所述复合材料。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述复合材料呈一个或多个连续股的形式。

15.根据权利要求11所述的方法，其中，所述复合材料呈粒料或片料的形式。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，使用侧送料机来进行所述配料步骤。

17.根据权利要求11所述的方法，还包括在所述配料步骤之前加热所述复合材料。

18.根据权利要求11所述的方法，其中，所述源材料包括聚合材料，并且所述源材料和所述复合材料的所述聚合材料包括热塑性聚合材料。

19.根据权利要求11所述的方法，其中，所述源材料包括热固性聚合材料，并且所述复合材料的所述聚合材料是热固性聚合材料。

20.根据权利要求11所述的方法，其中，所述复合材料使至少50%的所述增强丝被所述聚合材料保护使得所述聚合材料完全围住各个丝，从而在所述丝与所述至少50%的所述丝中的相邻丝之间形成屏障。

21.根据权利要求1所述的方法，其中，所述建立步骤包括在第一挤出机中建立所述熔体流并且所述配料步骤包括在第二挤出机中将所述熔体流与所述复合材料组合。

说明书

纤维增强型模塑料、以及形成和使用该纤维增强型模塑料的

方法

【技术领域】

[0001] 本公开涉及纤维增强型模塑料、以及形成和使用该纤维增强型模塑料的方法，例如，用在挤出机和成型系统中。【背景技术】

[0002] 纤维增强型复合材料通常包括两种主要组分：构成基体材料的聚合材料和增强材料。聚合材料可以是纯树脂、混合物、共混合、化合物或其组合。聚合材料可以包括添加剂、填料、稳定剂、颜料和/或其它成分。增强材料可以是可包括施浆剂的纤维。

[0003] 通常，聚合材料和增强材料具有不同的特性，使得当它们被组合时，形成具有中间特性的复合材料。例如，聚合材料可能强度较低，但可能具有较高的伸长特性，而增强材料可能非常坚硬，但较脆。得自复合材料的复合塑料零部件可具有大于聚合材料强度的强度，同时与增强材料相比，也较坚韧。

[0004] 注塑成型是用于生产复合塑料零部件的最常用的工艺之一。一种常见的注塑成型工艺利用有限长度的粒料，这些粒料被预先制备并且分发到注塑成型机中。这种粒料可以是包括预浸渍纤维的复合材料，其中，树脂充分湿透或浸渍各个单独的纤维(本文也称为丝)。可替代地，这种粒料可以包括以线包粒料的形式一起配料的复合材料的成分，其中，树脂封装大量增强纤维的外部，不进行充分的浸渍或湿透，从而需要在挤出机内进行显著的混合来实现充分的湿透和浸渍。短纤维粒料包括随机混合到聚合材料(例如，树脂)中的纤维。长纤维粒料可以包括单向纤维。由于难以输送和分发长度更大的粒料，所以粒料的长度通常可以局限于1英寸或更小。将粒料送入注塑成型机的挤出机中。同时，可以将其它类型的粒料送入注塑成型机以向产生的复合材料引入相关的功能化。其它类型的粒料包括纯树脂粒料，例如，仅包括主要识别的聚合物以及可选地少量稳定剂和/或添加剂的粒料，并且将含有树脂的粒料与添加剂和/或填料组合。在冷的固体状态下将粒料引入挤出机中，以防止粒料彼此粘住和/或阻挡向挤出机送料。在将粒料分发到挤出机中之后，在也将粒料混合并且均质化成均匀的化合物以方便形成(例如，成型或挤出)时，通过挤出机使粒料受到相当大的剪切力以加热和熔化树脂。在该过程(塑性化)期间的剪切力、固体-熔体界面和/或摩擦力显著减小了纤维长度。

[0005] 注塑成型的替代形式包括在线复合方法，在该方法中，使玻璃增强纤维的干丝束(例如，未被任何聚合物湿透，除了潜在的施浆之外)暴露于树脂和/或引入树脂的熔体流中，需要在挤出机内进行显著的混合以实现充分的湿透和浸渍。在该过程中，将纤维分散在树脂中并且使其被树脂湿透，并且，若必要，将纤维切割，然后共混、混合和/或均质化成具有均匀密度的化合物，以便注入到模子中生产注塑成型零部件。

[0006] 压缩成型是另一种用于生产塑料零部件的工艺，其中，将模塑料放入敞开的温度受到控制的模子空腔中，避免了注塑成型通常需要的流道系统并且减少了纤维的剪切力暴露。关闭模子并且施加压力以迫使模塑料进入模子空腔的所有区域中。在该步骤期间，维持温度和压力以固化热固性模塑料或凝固热塑性模塑料。压缩成型可以用于成型复杂的高强度纤维增强型零部件。可以按照热塑性片料(其必须在模子内熔化并且随后随模子冷却)、块状热固性或热塑性模塑料的挤出物、热固性或热塑性模塑料的薄片、或格式组合的形式，将包括模塑料的材料装载到模子中。

[0007] 压缩成型的替代形式包括在线复合选择，其在本行业中称为LFT-D(Long Fiber Thermoplastic–Direct)。再次，在线生产挤出物形式的复合塑料模塑料，其中，使玻璃增强纤维的干丝束暴露于树脂和/或引入树脂的熔体流，需要在挤出机内进行显著的混合来实现充分的湿透和浸渍。将纤维分散在树脂内并且使其被树脂湿透，并且，若必要，将其切割，然后共混、混合和/或均质化成均匀的化合物以方便成型。在LFT-D中，直接将熔化的化合物引入压缩模子中。

[0008] 各种挤出工艺也用于直接生产塑料零部件。这种工艺可以用于从模塑料挤出有形状的产品。挤出工艺用于创造具有固定横截面轮廓的零部件。将粒料形式的复合或聚合材料送入挤出机中，该挤出机加热并软化复合或聚合材料。经由模具推出模塑料，有可能是将其推入凉水中，凉水使挤出的产品凝固。挤出工艺可用于创造具有优异表面光洁度的非常复杂的横截面。

[0009] 吹塑成型是生产塑料零部件的另一种工艺。吹塑成型用于制造中空的塑料零部件。吹塑成型工艺通常开始于从粒料制备模塑料并且将其形成为型坯。型坯是管状的熔融材料片，一端有孔，压缩空气能通过该孔。然后将型坯夹到模子中并且向其吹入空气。空气压力然后将熔融材料推出以匹配模子。一旦熔融材料已经冷却并变硬，模子打开并且射出塑料零部件。【发明内容】

[0010] 公开了涉及纤维增强型模塑料、以及形成和使用该纤维增强型模塑料的方法的实施例。方法可以包括：将复合材料配料到熔体流中，该复合材料包括预浸渍的增强丝和第二聚合材料(其可具有大于第一聚合材料的第二熔体温度)。另一种方法可以包括：将复合材料配料到熔体流中，该复合材料包括被聚合材料预浸渍的碳增强丝。又一种方法可以包括：利用挤出工艺离线地用聚合材料预浸渍碳增强丝以形成预浸渍的股。另一种方法可以包括：利用挤出工艺离线地用聚合材料预浸渍增强丝以形成预浸渍的带。再一方法可以包括：
形成一种或多种预定形状的预浸渍片，该预浸渍片包括被聚合材料预浸渍的增强丝。聚合材料可以保护至少30％的增强丝。
【附图说明】

[0011] 图1描绘了根据实施例的用于压缩成型的挤出系统的示意图。

[0012] 图2A描绘了根据实施例的连续股带材料的俯视图。

[0013] 图2B描绘了图2A所示的连续股带材料的侧视图。

[0014] 图3描绘了根据一个实施例的加热系统的示意图。

[0015] 图4描绘了被分成预浸渍片料的预浸渍股的俯视图。

[0016] 图5描绘了将带格式的预浸渍股分成预浸渍片料的切割装置的示意图。

[0017] 图6A、6B和6C描绘了将带格式的预浸渍股分成片料的不同方案的示意图。

[0018] 图7描绘了根据一个实施例的用于压缩成型的挤出系统的示意图。

[0019] 图8描绘了根据实施例的挤出系统。

[0020] 图9A描绘了根据另一实施例的挤出系统。

[0021] 图9B、9C、9D和9E描绘了预浸渍连续股的横截面的示例。

[0022] 图10描绘了根据又一实施例的挤出系统。【具体实施方式】

[0023] 本文描述了本公开的实施例。然而，要理解，所公开的实施例仅仅是示例并且其它实施例可以采用各种替代形式。图并不一定是按比例绘制而成；一些特征可被放大或缩小以显示特点组件的细节。因此，本文公开的具体结构上和功能上的细节都不应该解释为具有限制性，相反，仅仅是作为用于教导本领域的技术人员按照各种方式采用实施例的代表性基础。如本领域的普通技术人员要理解的，参照任何一个图所图示和描述的各种特征可以与在一个或多个其它图中图示的特征相组合以产生未明确图示或描述的实施例。所图示的特征的组合为典型应用提供了代表性实施例。然而，针对特定应用或实施方式对符合本公开的教导的特征的各种组合和修改都是可以期望的。

[0024] 术语“约”在本文中可用于描述所公开或请求的实施例。术语“约”可修改在本公开中公开或请求的值。在这种实例中，“约”可表明其所修改的值在该值的±0％、0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％或10％内。

[0025] 如上所述，在纤维增强型材料的复合期间，可以对纤维进行剪切和混合动作。例如，当使用预先形成的粒料时，在塑性化期间的固体-熔体界面显著减小了纤维长度。尚未被熔化(例如，仍然是固体)的粒料可能与熔体中的纤维相接触，这可能会导致损坏纤维和/或使纤维断裂。这种断裂可能会减小熔体中的纤维的长度并且最终会减小终产品。通常，在最终产品中的纤维的长度可正面对应最终产品的质量或特性。例如，如果在复合材料中包括高强度的(例如，抗拉强度)纤维，那么，所包括的纤维的保留长度越大，最终产品的总体强度通常会越高。

[0026] 虽然纤维损坏和纤维长度可能对于所有增强纤维都是重要的因素，但一些类型的纤维比另一些更强健。碳纤维虽然强韧且坚硬，但与例如玻璃纤维相比，则也通常非常脆。因此，碳纤维可能尤其容易受到来自混合的剪切力、干纤维之间的摩擦和/或用于粒料复合的固体-熔体界面的损坏。当将干丝束或用浸渍或湿透不足的树脂封装的丝束引入熔体流中时，诸如在用于注塑或压缩成型的在线复合期间，在干纤维之间的摩擦以及将碳纤维分散和湿透在熔体流中所需的工作常常对碳纤维产生严重的损坏并且会严重减小纤维长度。
如上所述，这种损坏和断裂可能会严重降低成型的零部件的机械性能。另外，有纤维摩擦的纤维以及由于在更高纤维浓度下进行摩擦所导致的加热能热降解树脂或过早地开始固化(热固性树脂)。无任何预浸渍的碳纤维丝束表现出低至10％体积分数(Vf)的显著纤维损坏。当体积分数从20％增加到30％时，抗拉强度降低。已经表现出的是：由于摩擦导致树脂降解，热生成不受控制，所以高于40％的体积分数不持久。

[0027] 因此，仍然需要用于减少对增强纤维的损坏的材料、系统和方法。具体地，减少对碳纤维的损坏并且在成品的复合零部件中允许更长纤维长度的方法会是有利的。在本文的一个或多个实施例中，提出了多种方法，这些方法使用包括增强纤维的预浸渍复合材料，该预浸渍复合材料是通过挤出工艺并在精确且仔细的操作条件下离线生产的，这些方法减少了纤维损坏并且增加了纤维长度(尤其是对于碳纤维)。在一个实施例中，包括增强纤维的预浸渍复合材料的一个连续股可以被用作模塑料的一部分或所有。在另一实施例中，具有非常高的面积与厚度比的预浸渍复合材料可以被用作模塑料的一部分或所有，作为连续带或片料，例如。在又一实施例中，可以将预浸渍的复合材料引入建立的熔体流中。该熔体流可以包括一种或多种聚合物、添加剂、填料和/或其它成分。这些方法可以被进一步组合以创造另外的具有各种方法的益处或协同益处的过程。

[0028] 参照图1，实处了用于压缩成型的挤出系统10的示意图。系统10可以包括挤出机12，其可以是螺杆挤出机。挤出机12可以包括单个螺杆14或者其可以是双螺杆挤出机。挤出机12可以包括用于在挤出机12的后端或部分20中接收源材料(例如，预浸渍的连续股18)的进料端口16。螺杆14可以使预浸渍的连续股18在挤出机内前进，并且在复合材料移动时，对其进行旋转、切割、混合、剪切和/或加热，以在材料到达挤出机12的前端或部分24时制备模塑料22。

[0029] 挤出机12的前端24可以包括模具26，模具26可以在其中限定出开口。可以在来自螺杆14的压力下迫使模塑料22通过模具26。在压缩成型系统的情况下，诸如如图1所示，模具26可以将模塑料22形成为毛坯28。然后可以将毛坯28送入具有模子32的压缩压机30。可以按照任何合适的方式，包括直接挤出到模子中或经由从喷射罐中注入，来将毛坯28运输到模子32。可以经由传送带34将毛坯28从挤出机12运输到压机30。然后可以通过使用任何合适的方式，例如，通过机器人36(如图所示)，将毛坯28装载到模子32中。毛坯28在被装载到模子32中时可以处于熔融且柔韧的状态，从而，当关闭模子32时，毛坯28符合模子32的空腔并且采取与期望的零部件形状对应的模子空腔的形状。对于热塑性模塑料，模子32中可以包括冷却通道以加速零部件的冷却。在已经形成零部件并且将其充分冷却以保持其形状之后，可以从模子32射出零部件。对于热固性模塑料，模子32可以包括加热其中的通道以加速材料的化学固化，之后可以在刚性状态下从模子射出零部件。

[0030] 预浸渍的连续股18可以包括聚合材料和增强纤维。聚合材料可以是热塑性或热固性聚合材料。可以使聚合材料适合用于生产预浸渍的连续股18的工艺。例如，可以使用更高熔体速率、更低粘度的树脂以促进纤维的湿透和浸渍。

[0031] 纤维可以是任何合适的增强材料，诸如碳纤维、玻璃纤维、合成纤维(例如，芳纶或超高分子量聚乙烯(UHMWPE))、天然纤维、或其任何组合。纤维的形状因子(诸如大小和数量)可以取决于纤维类型。例如，碳纤维通常可以捆扎成纤维丝束，该纤维丝束可以包括数千根单独的碳丝(例如，1k、3k、6k、12k、24k、50k或其它大小，其中，“k”表示1000)。

[0032] 预浸渍的连续股18可以是带或绳的格式(例如，具有圆形或椭圆形横截面)。如图2A和图2B所示，预浸渍的连续带46在聚合材料44内包括连续纤维42。如本文使用的，连续纤维可以是在预浸渍的连续带46的长度或宽度范围内都没有断裂的纤维。纤维42可以大体上布置在单个方向上，该方向可以平行于预浸渍的连续带46的长度(例如，如图2A所示)。在其它实施例中，纤维可以具有有限长度或者可以是有限长度和连续纤维的组合。预浸渍的连续带46的长度可以是以下值中的任何一个或者在以下值中的任何两个的范围内：0.01、
0.1、1、2、3、4、5、10、50或100千米。长度大的预浸渍的连续股可以收集在卷筒或线轴上。在图2A中的俯视图中以及在图2B中的侧视图中示出了未卷起来的预浸渍的连续带46的一部分。预浸渍的连续带46可以具有较大的宽度(W)(图2A)和较小的厚度(T)(图2B)。W可以是以下值中的任何一个或可以在以下值中的任何两个的范围内：6、60、120、180、240、300、360、
420、480、540和600毫米。T可以是以下值中的任何一个或可以在以下值中的任何两个的范围内：0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5和1.0毫米。

[0033] 在至少一个实施例中，预浸渍的连续带46中的纤维42被基本上湿透并且被聚合材料44浸渍。如本文使用的，被基本上湿透和浸渍可以描述各个丝被明显涂有聚合材料并且通过经由聚合材料与其它丝的隔离而被保护的材料。被基本上湿透和浸渍可以意味着：事实上，所有丝都被明显涂有聚合材料或被聚合材料保护，并且/或者各个丝被明显涂有聚合材料或者被聚合材料围住。

[0034] 显微镜检查是一种可用于评估在预浸渍的复合材料(例如，连续股)内的湿透和浸渍的技术。可以应用光学、红外和电子显微镜检查来识别和计算标本内的被聚合材料(例如，树脂)保护避免在随后的处理期间可能会与其它丝直接接触的单独丝的数量。受保护的丝占总丝数的百分比能够量化湿透和浸渍的程度。例如，可以针对预浸渍的复合材料中存在的各个纤维轴制备样本横截面。可以在充分放大的情况下观察各个样本横截面以识别单独的丝端部。如果聚合材料完全围住丝，从而在该丝与相邻丝之间形成屏障，则可以认为该丝受到保护。假如在丝的圆周上还存在聚合材料，则允许与其它丝的点接触。假设聚合材料完全封装了丝和空隙，则允许与丝接触的空隙。与丝相邻但未分散在聚合材料中的空隙对测量无影响。收集统计学上明显的样本大小的数据并且对其进行分析以得到湿透和浸渍的丝占总丝数的百分比。

[0035] 湿透不佳，诸如出于配料之目的而将纤维丝束暴露于树脂但未尽力恰当地调节和舒展丝束并且在进入挤出机之前未仔细地将聚合材料混入纤维捆中，使在挤出机内进行混合期间在纤维之间的摩擦增加并且可能需要螺杆设计，该螺杆设计向熔体流施加了更多影响(剪切力)以打开剩余的纤维捆并且实现湿透和浸渍。结果是模塑料中的纤维长度保留不佳，对于碳纤维，平均纤维长度通常低于2mm，但更常见的是平均纤维长度低于1mm。预浸渍的复合材料(例如，连续股)离线生产(例如，不在挤出机内)，其中，在张力下在浸渍期间对丝束的恰当调节和操纵可以提供基本上湿透和浸渍的股，其中，湿透和浸渍的丝的数量在总丝数中的占比大于30％、50％、75％、95％或98％。更高的预浸渍水平通过在处理期间保留纤维长度使成型的零部件的性能得到改进。

[0036] 实现基本上湿透可能需要在创造预浸渍的复合材料时对多个参数进行准确控制。某些复合材料可能需要比其它材料更大的控制水平。例如，由于碳纤维的物理特性和更小的丝直径，将碳纤维基本上浸渍或湿透通常比绝大多数其它纤维类型(诸如，玻璃纤维)难得多。例如，通常被用作用于某些在线复合工艺的连续纱束的电子级玻璃纤维可表现出14到24微米的丝直径以及在破坏之前接近4.5％到4.9％的伸长率；然而，碳纤维通常表现出5到10微米的丝直径以及低于.7％(对于更高模量的纤维)到大约2.2％(对于高强度纤维)的伸长率，即使碳纤维的硬度和强度都远优于玻璃纤维。将碳纤维基本上湿透可能需要在进行各个丝的湿透和浸渍的同时对纤维张力进行精确且仔细的控制，舒展丝束避免单独的丝彼此接触并且增加表面积，对纤维进行干燥以去除施浆(化学表面处理)内的水分，将纤维预加热到接近或高于聚合材料的熔化点，将树脂精确地涂覆到纤维上，并且仔细且重复地操纵纤维，这最小化了在加热和压力下的弯曲和横向剪切或延长期。简单地利用一对夹辊的辊夹无法实现这种精确和仔细的控制，通过将碳纤维丝束从与树脂接触的通道或模具拉过也无法实现，其中，丝会断裂并且会累积且阻碍将碳纤维丝束从通道或模具拉过。

[0037] 施浆剂通常是被涂覆到丝上的复杂化学混合物，其包含多种成分，例如，成膜剂、偶联剂、树脂、和/或其它化合物。可以通过使用有机溶剂将施浆剂作为分散液或溶液涂覆或者作为水基溶液或分散液涂覆。施浆剂的非限制性功能包括：(1)在随后的处理(诸如编织)期间保护丝不受磨损；(2)控制静电；以及(3)保护在丝与在随后的处理期间涂覆的树脂之间的化学偶联。

[0038] 施浆剂与基体材料的不同之处在于基体材料的主要功能是促进在纤维之间的负载传输并且保护纤维不受外力或环境损坏。而且，基体材料可表现出比碳纤维更高的破坏应变并且可以有助于复合材料的韧性。一旦将浆料干燥，浆料倾向于将单独的丝较弱地保持在一起。

[0039] 除了基本上润湿复合材料的纤维(尤其是碳纤维)较难之外，对复合材料的直接复合也具有挑战。一种这种挑战(尤其是针对碳纤维)是生产量。基本上纤维浸渍或湿透可能需要高控制水平，如上所述。因此，可以生成预浸渍的连续股的比率在直接复合系统中可能是有限的。在一个示例中，如果以每分钟10米浸渍具有分别为1000特克斯(每1000米的克数)的24k根丝的50个碳纤维丝束，则可以生产约60kg的预浸渍的连续股。然而，通常的成型或挤出过程可能需要数量大得多的源材料，例如，大一个量级或更大。

[0040] 因此，在至少一个实施例中，可以在挤出过程(例如，离线过程)之前完全生产预浸渍的连续股18。预浸渍的连续股18可以是完全固体的输入或起始材料，并且可以被形成为卷筒或线轴。因此，预浸渍的连续股的形成可以完全脱离挤出过程。这可允许使用自己的操作条件来进行各个过程，这些操作条件可针对各个过程进行优化。相较于现场直接复合，这还可以允许生成更大数量的预浸渍的连续股并且将其供应给挤出机。

[0041] 在一个实施例中，预浸渍的连续股(例如，离线形成的带)可以包括用于挤出过程(诸如由系统10执行的过程)的全部源材料。因此，预浸渍的连续股的组成可以与最终成型的零部件的目标组成相同或非常相似。

[0042] 在预浸渍的连续股(例如，带)不是全部源材料的实施例中，可以将附加成分添加到挤出机并且将其与预浸渍的连续股(例如，带)复合。附加成分可以包括聚合物/树脂(例如，纯树脂)、添加剂(诸如UV或热稳定剂或增容剂)、填料、发泡剂、着色剂、或其它成分。如果将一种或多种附加聚合物或树脂添加到预浸渍的连续股(例如，带)，则它们可以是与在预浸渍的连续股中使用的相同类型的聚合物或树脂或者它们可以是不同的(或者，这两种情况的组合，如果添加了多种聚合物)。

[0043] 如果添加的聚合材料与预浸渍的连续股相同，则提供附加聚合材料可以有效地减小或稀释熔体流的纤维浓度。因此，可以将预浸渍的连续股(例如，带)形成具有浓度高于成型的零部件中的期望目标浓度的纤维，并且然后在挤出机中将其与相同组成的纯聚合物共混以将纤维浓度减小到目标浓度。如果添加的聚合材料与预浸渍的连续股不同，则可以在挤出期间形成聚合物共混物或合金。相较于在预浸渍的连续股中使用的聚合材料，这可以使得能够调节或改变所形成的零部件中的聚合物的特性。

[0044] 已经发现，浸渍和润湿预浸渍的连续股(例如，带)的纤维可以在挤出过程期间保护纤维。如上所述，挤出过程包括剪切和混合动作，该剪切和混合动作可能会损坏源材料中的纤维，尤其是比如碳纤维等更脆的纤维。这种损坏可能会降低复合材料的机械特性和/或导致纤维断裂成或切割成更小的长度(这也会降低机械特性)。然而，已经发现，基本上浸渍和湿透的纤维在挤出过程期间得到更好的保护不受这种损坏。由于丝与聚合材料充分接触，所以纤维被直接接触和损坏的风险更小。

[0045] 这种改进的保护可以允许使用通常可能会损坏纤维或抑制浸渍的添加剂、填料、或其它成分。例如，一些聚合物可能会比其它聚合物在浸渍期间对纤维造成更大的损坏。虽然通常利用提供低粘度或更高熔体速率以促进更好湿透和浸渍的更低分子量树脂来生产复合材料，但这种树脂的强度低于它们更高分子量的对应物。此外，降低成本和/或增强表面外观的矿物填料可能会对纤维造成磨损，导致明显的损坏。颜料，诸如二氧化钛(例如，白色)，尤其有磨损性。在一个实施例中，预浸渍的连续股可以包括在纤维上不那么粗糙(例如，基于上述因素)和/或容易湿透和浸渍纤维(可取决于纤维类型)的聚合材料。然后可以在挤出机中将预浸渍的连续股与聚合材料或比用于浸渍和湿透连续股的聚合材料在纤维上更粗糙的成分组合。然后可以保护充分浸渍的纤维不接触到这些粗糙的材料，可以缓解或消除对纤维的损坏，并且可以增加成型的零部件的最终纤维长度。

[0046] 如上所述，预浸渍的连续股以及通过其提供的对纤维的保护可以在挤出过程中实现更长的纤维长度。在至少一个实施例中，针对碳纤维，平均最终纤维长度(例如，在挤出/成型的产品中的纤维的长度)可以为至少2毫米。在另一实施例中，针对其它纤维类型，平均最终纤维长度可以为至少5、10、15或20毫米。在另一实施例中，针对其它纤维类型，平均最终纤维长度可以为至少0.25英寸、0.5英寸、或0.75英寸。相比之下，针对碳纤维，对于使用预浸渍的粒料或与干碳丝束或湿透和浸渍得不佳的丝束直接复合(例如，在挤出机内在线生产)的过程，平均纤维长度通常小于2毫米，并且往往小于1毫米。

[0047] 参照图3，可以将加热系统50包括进挤出系统10中。加热系统50可以包括一个或多个加热器或加热元件52。加热元件52可以是任何合适的加热设备或装置，诸如热风加热器、火焰加热器、红外(IR)加热器、传导加热器、感应加热器、激光器或其它、以及上述的组合。加热元件52可以定位在靠近进料端口16处，使得它们被配置为在预浸渍的连续股18进入进料端口16之前(例如，刚好在进入端口之前)对其加热。在至少一个实施例中，预浸渍的连续股18可以是预浸渍的连续带46。加热系统50可以配置为加热源材料使源材料变软但仍然呈固体(例如，低于聚合材料的熔化温度)。这可以减少必须通过挤出机添加以熔化聚合材料的额外的热/能量的量。在另一实施例中，加热系统50可以配置为将源材料加热到或高于聚合材料的熔化温度，使得源材料至少部分地或完全地熔化。这甚至可以进一步减少需要通过挤出机添加的能量并且可以促进挤出过程。将源材料软化或熔化还消除或最小化了固体-熔体界面，在该固体-熔体界面中，未熔化的源材料在熔体流内接触期间会损坏纤维。带或片料格式通过在其形状因子中固有的顺从性进一步保护纤维不受损坏并且促进了热传递。

[0048] 参照图4和图5，在至少一个实施例中，预浸渍的连续股可以被形成为片料60。在一个实施例中，可以通过切割、切碎、斩切或将预浸渍的连续带46划分成多个限定段来形成片料60。将片料引入挤出机中实现了对初始纤维长度与在挤出机内切割干丝束或预浸渍的连续股的更好控制，其中，在丝束或预浸渍的连续股内的纤维的拉伸和剪切可能会引起对纤维的损坏和纤维长度的不受控制的分布。可以在垂直于其长轴的方向上对预浸渍的连续带46进行切割以形成多个矩形片料60(假设带46为矩形)。在一个实施例中，可以对片料60进行切割使得其中的纤维都基本上长度相同(例如，如图4所示)。在另一实施例中，可以对片料60进行切割使得在片料60内存在变化的纤维长度。例如，可以按照交替的垂直和倾斜的图案来实现切口使得片料的一侧垂直于带的长轴并且另一侧存在角度，从而在片料的宽度范围内产生可变的纤维长度。在一个实施例中，垂直的切口可以用于向挤出机中生成一个起始长度的相同长度输入。在另一实施例中，垂直的切口可以用于基于各个切口的相对比例生成这些具体大小的多个长度输入。在替代实施例中，可以按照某个角度对源材料进行切割以在最小与最大片料长度之间提供连续的纤维长度分布。

[0049] 图6A、图6B和图6C分别进一步描绘了被划分成具有预定纤维长度分布的预浸渍片料的预浸渍的连续带70、72、74的示例。预浸渍的连续带70、72、74分别包括连续的增强纤维。分别根据在预浸渍的连续带70、72、74上示出的划分线76、78、80来划分这些增强纤维。在图6A中，通过划分线76将预浸渍的连续带70划分成片料82，并且各个片料具有相等的长度A。在图6B中，通过划分线78将预浸渍的连续带72划分成片料84，并且各个片料具有长度A或长度B。在一个示例中，长度A可以为5毫米并且长度B可以为10毫米。图6B中识别的划分方案可以用于生成均匀的片料分布，使一半的片料具有长度A并且使一半的片料具有长度B。
这种划分方案可用于按照预定图案将片料划分成三种或多种不同的预定长度以生成该三种或多种不同预定长度的均匀或不均匀分布。在图6C中，通过划分线80将预浸渍的连续带
74划分成片料86。各个片料是四边形，该四边形的一侧具有长度A并且相对侧具有长度B。这些片料呈现出范围在长度A到长度B的均匀纤维分布。在一个示例中，长度A可以为5毫米并且长度B可以为10毫米。

[0050] 如本文使用的，术语“片料”可以指具有较一致的长度和宽度、以及相对于长度和宽度较小的厚度的形状。如果通过带(诸如带46)形成片料60，则片料会具有与带相同的厚度和宽度，但会具有有限的长度。片料60中可以设置有连续纤维，与带46相似。纤维可以从片料的一侧延伸到另一侧而不断裂或者可以具有其它图案，与上面针对带46描述的图案相似。

[0051] 参照图5，可以刚好在将片料60引入挤出机中之前形成片料60。可以将连续的源材料62进料通过切割装置64以切割、切碎或将连续的源材料62划分成多个离散的片料60。

[0052] 片料60然后可以通过重力掉如进料端口66中并且可以被进料到挤出机中以熔化和处理。连续的源材料62可以是带，诸如上面描述的带46。可以通过使用任何合适的部件，诸如辊或传送带，将连续的源材料62进料到切割装置64。切割装置64可以包括任何合适的切割元件(多个)68，诸如切割辊、斩刀片、激光器等。在一个实施例中，加热系统(诸如相对于图3示出和描述的加热系统)可以被包括进来并且配置为在片料60掉入进料端口66时对片料60加热。

[0053] 在另一实施例中，可以生成片料60并且在引入挤出机之前收集片料60。例如，不是像图5中掉入进料端口66中，片料60可以掉入收集器中，诸如箱或容器。然后可以将片料60成批储存，直到要执行挤出和成型操作。当需要片料时，可以按照与引入常规粒料相似的方式(诸如，经由料斗)将片料进料到挤出机中。

[0054] 在某些应用中，由于片料的表面积大且厚度小片，料可能会比粒料熔化得更快，尤其是当将片料引入现有的熔体流中时。同样，片料不像粒料一样是刚性的并且，当在完全熔化之前遇到剪切力时，能更容易地顺从，而不会断裂。

[0055] 参照图7，示出了用于压缩成型的挤出系统100的示意图。系统100可以与系统10相似，相似的组件共用相同的数字。下面描述这两个系统的差别。系统100可以包括挤出机12。挤出机12可以包括用于在挤出机12的后端或部分20中接收一种或多种源材料104的进料端口102。螺杆14可以使源材料102在挤出机内前进，并且在材料移动时对其进行旋转、混合、剪切和/或加热，以在材料到达挤出机12的前端或部分24时形成熔体流22。

[0056] 在至少一个实施例中，源材料104可以包括至少一种聚合材料。聚合材料可以被形成为粒料、颗粒、或现有技术中已知的任何其它形状因子。可以从料斗将聚合材料进料到进料端口102中。在一个实施例中，进料到进料端口102中的聚合材料可以是其中不具有增强纤维的纯树脂。在这种情况下，聚合材料的纤维浓度为0。聚合材料可以包括添加剂，诸如填料、发泡剂、着色剂、和/或其它成分。因此可以在挤出机的后部附近引入聚合材料或成分并且可以在将聚合材料或成分朝着前端运输时开始混合和剪切。

[0057] 挤出机12可以包括第二进料端口106，该第二进料端口106可以靠近进料端口102或可以在进料端口102的下游(朝着挤出机的前部)。在至少一个实施例中，第二进料端口106可以在进料端口102的下游，诸如图6所示。在这些实施例中，源材料104可以在它们到达挤出机的第二进料端口106所在区域时至少部分地熔化。可替代地，聚合材料与其它成分的这种复合可以在分开的挤出机内进行并且可以将其作为熔体流引入第二挤出机中，纤维增强型源材料被引入该第二挤出机中。在一个实施例中，源材料104可以在它们到达第二进料端口106的区域时完全熔化。

[0058] 可以通过第二进料端口106将纤维增强型源材料108引入挤出机12中。如上所述，可以将第二进料端口106位于挤出机上的源材料104部分地或完全地熔化的区域处。因此，可以将纤维增强型源材料108引入现有的熔体流中。在一个实施例中，纤维增强型源材料108是预浸渍的纤维源材料，诸如本文描述的源材料中的任何源材料。例如，预浸渍的源材料可以是连续的预浸渍的源材料，诸如带(例如，带46)，或者其可以是片状的预浸渍的源材料，诸如片料60。这些预浸渍的源材料可以被基本上浸渍或湿透。然而，也可以使用其它纤维增强型材料作为纤维增强型源材料108，诸如粒料。

[0059] 纤维增强型源材料108可以包括上面针对预浸渍的连续股18描述的纤维类型和/或聚合材料。例如，纤维增强型源材料108可以包括纤维，诸如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、或其它、或者上述的组合。纤维增强型源材料108可以包括热塑性或热固性聚合材料作为基体材料。

[0060] 在一个实施例中，纤维增强型源材料108的基体材料可以与至少一种源材料104相同。因此，如果源材料104是纯聚合物(无纤维)或具有低于纤维增强型源材料108的纤维浓度，则纤维增强型源材料108的下游引入可能会产生具有在源材料104与纤维增强型源材料108之间的中间纤维浓度的纤维增强型材料。因此，源材料104可用于减小或降低最终熔体流和成型的零部件的纤维浓度。

[0061] 在另一实施例中，纤维增强型源材料108的基体材料可以与至少一种源材料104不同，或与所有源材料104都不同。因此，纤维增强型源材料108的引入可能会与源材料104生成聚合物共混物或合金。共混物的组成将取决于源材料104和纤维增强型源材料108的相对量。与上面相似，如果源材料104是纯聚合物(无纤维)或具有低于纤维增强型源材料108的纤维浓度，则纤维增强型源材料108的下游引入可能会产生具有在源材料104与纤维增强型源材料108之间的中间纤维浓度的纤维增强型材料。纤维增强型源材料108已经使纤维涂有树脂，从而保护纤维不接触由材料104产生的上游熔体流，该熔体流可能具有由于粘度更高、填料有磨损性等而与浸渍过程不兼容的不同基体树脂或组成。

[0062] 图8描绘了根据本公开的实施例的挤出系统200。挤出系统200包括上游端口202、下游端口204、和出料端口206。可以将源材料配料(例如，使用重力进料过程)到上游端口202中。可以将源材料作为固体粒料或粒料供应，该固体粒料或粒料具有用树脂预浸渍的或在纤维芯的圆周周围包覆上线的单向纤维，使得纤维的初始长度由粒料的长度固定。这些粒料可以与由纯树脂或包括添加剂、填料、发泡剂或该过程或零部件需要的其它功能性的化合物制成的其它粒料一起配料。按照受控的方式将各种粒料类型配料到上游端口202中，并且在对粒料进行组合、传送、加热和共混或混合到在上游端口202与下游端口204之间延伸的熔体流区域205内的熔体流时，各种粒料类型受到明显的剪切力。

[0063] 在一个实施例中，在从上游端口202的源材料已经建立好熔体流之后，将复合材料配料到下游端口204中。下游端口204的复合材料可以是被基体材料预浸渍的增强纤维。可以将复合材料作为粒料、带或片料配料，例如。在一个实施例中，复合材料的纤维浓度可以高于模塑料和源材料的纤维浓度。通过将复合材料配料到熔体流中，可以实现比常规过程更快速的复合材料的熔化。这种熔化发生在复合区域208中，该复合区域208位于下游端口204与出料端口206之间。复合区域208可以包括切割区210，该切割区210可以划分作为含有连续纤维的股被配料的复合材料。除了快速加热复合材料之外，在复合材料与熔体流组合时，熔体流有助于润滑复合材料，从而在复合材料熔化时最小化对复合材料的剪切力。快速加热，结合复合材料的熔化和在加热阶段对剪切力的减小，促进了在生产零部件的熔体流中的纤维长度保留。模塑料在出料端口206处离开挤出系统200，该出料端口206针对既定目的被恰当地配置并且可以用于通过使用任何合适的成型工艺产生复合零部件，例如压缩成型、挤出、注塑成型或吹塑成型。

[0064] 可替代地，复合材料可以包括具有高于源材料的熔体温度的熔体温度的聚合材料。在这种实施例中，可以在低于复合材料的熔体温度的温度下将复合材料配料到熔体流中，使复合材料在被共混和分散在熔体流中时保留其原始格式的完整性。在模塑料留在挤出机内的整个时间期间，可以将熔体流的温度维持为低于复合材料的熔体温度，或者，可以在高于复合材料的熔体温度的情况下进行配料之后，将熔体流的温度升高到某个点。这种实施例可以具有一种或多种优点。这种实施例可以通过大部分或所有的挤出工艺将纤维维持成优选的对齐(例如，彼此平行)，使得在化合物中存在更高的纤维浓度。作为另一益处的示例，未熔化的复合材料内的纤维彼此共同增强，当将复合材料共混在熔体流内并且暴露于剪切力时，基体树脂有助于协助屈曲。在挤出机内或在成型过程内将纤维暴露于剪切力时，屈曲可以是明显的纤维损坏源。在又一益处中，相较于充分分散和随机的纤维，将纤维保持成优选的对齐可以改进在最终零部件中的强度特性，尤其是在受到撞击的情况下。同样，完全熔化复合材料来充分分散纤维可以增加模塑料的粘度，尤其是在更高纤维体积分数的情况下，从而会导致另外的纤维损坏并且使模子内的流动迟滞。而保留复合材料的原始格式(诸如片料)可以使熔体流润滑单独的片料，从而增强流动。针对复合材料，可以使用兼容的树脂组合，诸如具有更高熔体温度的PA66，并且具有更低熔体温度的PA6可以形成源材料的基础。在这种情况下，各种树脂拥有不同的熔体温度，但PA6拥有也超出了PA66的熔体温度的处理范围。所以，可以使用族内的树脂或者可替代地，可以使用与来自不同树脂族的增容树脂。

[0065] 在大多数情况下，上游端口202的源材料和下游端口204的复合材料可以分别包括一种或多种树脂。在一个示例中，可以在源材料中使用用于生产复合材料的相同族的树脂。树脂族的非限制性示例包括聚丙烯、聚酰胺和聚对苯二甲酸乙二醇酯。源材料中的树脂可以具有更高的分子量或粘度，这种更高的分子量或粘度可能不适合用于对复合材料进行初始浸渍，但却增强了在出料端口206处离开挤出系统200的模塑料的韧性或加工性。在另一示例中，源材料可以包括聚合材料，该聚合材料包括用于生产复合材料的相同族的树脂，但还包括添加剂、填料和/或对于干树脂可能有磨损性的微粒，将粘度提高到支持纤维浸渍可行的粘度，或者表现出与纤维浸渍过程的一些其它不兼容性。然而，通过仅在熔体流中使用这种树脂或聚合材料并且然后将其与复合材料相组合，所得到的模塑料可以具有减小的密度、增强的机械或物理特性、减少的成本、改进的流动性和/或与最终零部件生产有关的其它属性。在又一示例中，源材料可以包括不同的树脂，该不同的树脂不在与复合材料中使用的树脂相同的族中，以便相对于最终零部件应用为共混物或合金赋予增强的特性和性能。
源材料中的树脂可以用于稀释复合材料的纤维浓度。

[0066] 图9A描绘了根据本公开的另一实施例的挤出系统300。挤出系统300包括进料端口302和出料端口312。在一个实施例中，将在本文公开的任何形式的复合材料304的预浸渍的连续股，包括预浸渍的连续带，配料到端口302中。预浸渍的连续股可以具有大体上均匀的横截面，例如，不偏离沿着连续股的长度的任何横截面的横截面面积的±0％、0.1％、
0.5％、1％、2％、3％、4％、5％或10％。横截面形状的非限制性示例包括椭圆(图9B)、长椭圆(图9C)、矩形(图9D)或带(图9E)。可以按顺序或同时将一个或多个横截面带形状的预浸渍连续股引入进料端口302中来确保充足的材料生产量。例如，可以同时将一个200mm宽的带状股或2100mm宽的带状股或10个圆形股引入到进料端口302中来确保充足的材料生产量。

[0067] 可以从复合材料卷306释放复合材料304。取决于应用，复合材料可以含有连续的纤维长度、不连续的纤维长度或纤维长度的组合。复合材料中的纤维浓度可以是约等于针对最终零部件应用的纤维浓度。可选地，可以通过加热装置308对复合材料304加热，该加热装置308可以使用传导、感应、对流、辐射(例如红外)或其组合。挤出系统300可以包括用于划分由含有连续纤维的股形成的复合材料304的切割区310。熔化的复合流形成在挤出系统300内。复合流在出料端口312处离开挤出系统300，该出料端口312针对既定目的被恰当地配置并且可以用于通过使用任何合适的成型工艺产生复合零部件，例如压缩成型、挤出、注塑成型或吹塑成型。

[0068] 复合材料304可以是被用作配料到挤出系统300的中间材料的预浸渍连续股。在一个实施例中，预浸渍的连续股包括碳纤维。在挤出系统300外离线生产预浸渍的连续股以避免干的或浸渍不佳的丝束的在线复合的潜在缺点。例如，虽然用树脂在线复合干的或浸渍不佳的玻璃纤维丝束的过程可以保留20毫米或更长的纤维长度，但当应用干的碳纤维丝束时，由于纤维的脆性和结构，相同的过程则无法保留平均2毫米。纤维长度的保留对于最大化得到的模塑料的值至关重要。因此，本公开的一个实施例包括：使纤维的浸渍分开进行，在自己最佳的工艺条件下单独地生产预浸渍的连续股，随后取出预浸渍的连续股并且按照与将股转换成复合零部件的工艺有关的高得多的比率进料。

[0069] 图10描绘了根据本公开的又一实施例的挤出系统400。挤出系统400包括进料端口402和出料端口404。如图10所示，将复合材料的预浸渍连续带406进料到切割元件408中。预浸渍连续带406可以包括连续的、不连续的纤维长度或纤维长度的组合，该纤维长度是针对既定应用定制的。可以从复合材料线卷410释放预浸渍连续带406。切割元件408将预浸渍连续带406划分成片料412。上面公开了片料的形状因子的示例。在将预浸渍连续带406划分成片料412之前，可以使用加热器414来加热预浸渍连续带406或者可替代地预浸渍的片料
412。按照预定速率将片料412引入进料端口402中。为了注塑成型较小的零部件，可以从任何以下值或两个以下值的范围选择速率：10lbs/小时、20lbs/小时、30lbs/小时、40lbs/小时或50lbs/小时。为了压缩成型较大的零部件，可以从任何以下值或两个以下值的范围选择速率：100lbs/小时、200lbs/小时、300lbs/小时、400lbs/小时、500lbs/小时、600lbs/小时、700lbs/小时、800lbs/小时、900lbs/小时或1,000lbs/小时。为了吹塑成型非常大的零部件，可以从任何以下值或两个以下值的范围选择速率：500lbs/小时、1000lbs/小时、1,
500lbs/小时、2,000lbs/小时或2,500lbs/小时。为了进行连续的挤出处理，可以从任何以下值或两个以下值的范围选择速率：1,000lbs/小时、2,000lbs/小时、3,000lbs/小时、4,
000lbs/小时、5,000lbs/小时。在本段落中上述在线切割的替代实施例中，可以离线地从预浸渍的连续带预先切割片料，将它们成批地储存，并且将它们直接配料到进料端口402中。
熔化的流形成在挤出系统400内。模塑料在出料端口404处离开挤出系统400，该出料端口
404针对既定目的被恰当地配置并且可以用于通过使用任何合适的成型工艺产生复合零部件，例如压缩成型、挤出、注塑成型或吹塑成型。

[0070] 通过成型工艺制成的零部件可以具有通常在10％到60％重量分数范围内的纤维含量。在一个实施例中，预浸渍的连续带406可以具有与零部件相似或大约相同的纤维含量。作为一个或多个实施例的益处，如果不需要另外的功能性，则按照与零部件大约相同的纤维含量来生产预浸渍带406消除了共混所需的任何剪切力。同样，预浸渍带406可以表现出用于生产零部件的材料的完整性。在前述方法中则不是这种情况，在前述方面中，将在线生产的浸渍不佳的股引回到相同聚合材料的熔体流中，从而稀释纤维浓度并且需要另外的共混。

[0071] 通过依循图10所描绘的过程，可以从带或薄片生产片料并且可以将片料配料到挤出机中。这种过程改进了对初始纤维长度的控制，因为片料可以被制备成具体的大小或大小的组合。此外，初始大小应该超过能被容易地重力地传送或配料的大小，则可以按照受控的速率在线地引入这种带或片，从而按照以设计的大小将片料直接配料到挤出机的方式对带或片进行切碎或切割。可替代地，如果可以对片料的几何形状进行传送和配料，则可以从带或片提前制备片料并且可以成批地递送片料。由于片料比粒料更具弹性，在片料起初遇到挤出机的螺杆并且开始熔化阶段时，它们不太可能会对相邻片料造成损坏。作为另一益处，片料在面积/单位质量方面具有优选的纵横比，并且因此，片料会更快速地吸收热量并且甚至比粒料更快，使得片料在熔化时不容易损坏正在形成的熔体流内的纤维。

[0072] 本文公开的过程、方法或算法可用于处理装置、控制器或计算机或由它们实现，该处理装置、控制器或计算机可以包括任何现有的可编程电子控制单元或专用电子控制单元。相似地，过程、方法或算法可以许多形式被存储为可由控制器或计算机执行的数据和指令，这些形式包括但不限于永久存储在不可写的存储介质(诸如ROM装置)上的信息和可变地存储在可写存储介质(诸如软盘、磁带、CD、RAM装置和其它磁性和光学介质)上的信息。过程、方法或算法也可以被实现在软件可执行对象中。可替代地，可以通过使用合适的硬件组件，诸如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机、控制器或其它硬件组件或装置、或硬件、软件和固件组件的组合来全部地或者部分地体现过程、方法或算法。

[0073] 以下申请与本申请有关：2017年7月24日提交的美国专利申请第15/657,741号、第15/657,948号、第15/657,863号、第15/657,934号和第15/657,770号。各个指出的申请以引用的方式全部并入本文。

[0074] 虽然上面描述了示例性实施例，但这些实施例并不旨在描述权利要求书所涵盖的所有可能的形式。本说明书中使用的词语是描述性词语，而非限制性词语，并且要理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。如之前描述的，可以将各个实施例的特征相组合以形成本发明的可能未明确描述或图示的另外的实施例。虽然已经将各个实施例描述为提供了优点或描述为相对于一个或多个期望特点比其它实施例或现有技术实施方式更优选，但本领域的普通技术人员要认识到可以对一个或多个特征或特点进行折衷以实现期望的总体系统属性，这取决于具体的应用和实施方式。这些属性可以包括，但不限于，成本、强度、耐久性、生命周期成本、适销性、外观、包装、大小、适用性、重量、可制造性、组装简便性等。这样的话，在一定程度上，所描述的比起其它实施例或现有技术实施方式，其一个或多个特征不太合意的任何实施例不在本公开的范围之外且可期望用于特定的应用。